The Current-Phase Relation of Ferromagnetic Josephson Junction Between Triplet Superconductors
研究了由自旋三重态超导体(T)、弱铁磁金属(F)和铁磁绝缘界面组成的$\rm{T_1 F T_2}$结的约瑟夫森效应。考虑两种类型的三重态序参量; $(k_x +ik_y)\hat{z}$和$k_x \hat{x}+k_y\hat{y}$。我们计算的弹道极限的电流密度,通过使用广义准经典的形式主义发展到考虑到多层铁磁结的干扰效应。详细讨论了超导体d矢量的取向和铁磁隧穿势垒的磁化强度对电流-相位关系的影响。导出了反常约瑟夫森效应的一般条件。
2017-08-31 cond-mat.supr-con
Quasiparticle energy spectrum in ferromagnetic Josephson weak links
本文计算了常规超导体之间纯铁磁弱链中的准粒子能谱。DOS中的大峰,由于在铁磁势垒处的Andreev反射的特殊情况,对应于自旋分裂束缚态。它们的能量作为势垒厚度,交换场强度,并在链接的宏观相位差$ϕ$的函数,相关的约瑟夫森电流。在基态,$ϕ$可以是0或$π$,这取决于铁磁势垒的影响。解析地得到了零能束缚态(ZES)和自旋极化基态(SPGS)出现的条件。结果表明,ZES只出现在弱连接基态之外。
1999-11-22 cond-mat.supr-con
Interference phenomena in Josephson junctions with ferromagnetic bilayers: Spin-triplet correlations and resonances
本文研究了平面$SF_1F_2S$结中的约瑟夫森效应,该结由两个金属单畴铁磁体($F_1$和$F_2$)连接的常规$s$波超导体($S$)组成,具有任意的界面透明性.我们解决了散射问题的基础上的Bogoliubov-de Gennes方程的清洁限制的自旋单重态和奇数的频率自旋三重态配对相关。数值计算了约瑟夫森电流-相位关系$I(ϕ)$。虽然$I(ϕ)$的一次谐波完全由自旋单重态和短程自旋三重态超导关联产生,但对于铁磁层的非共线磁化,二次谐波具有额外的长程自旋三重态分量。因此,对于强铁磁影响,长程自旋三重态对二次谐波的贡献占主导地位。我们发现了一个例外,由于几何共振相等的铁磁层时,第一谐波强烈增强。由于$0-π$跃迁,第一和第二谐波振幅都随铁磁层厚度振荡。我们研究了界面透明性的影响,并发现铁磁层之间的界面的有限透明性的额外的共振。
2022-08-30 cond-mat.supr-con
Heavy quasiparticles in the ferromagnetic superconductor ZrZn2
本文研究了铁磁超导体ZrZn_2正常态的de Haas-van Alphen效应。我们的研究结果是一致的LMTO能带结构计算预测四个交换分裂费米面片。准粒子的有效质量提高了约4.9倍,这意味着一个强耦合到磁激发或声子。我们的测量提供了洞察机制的超导性和不寻常的热力学性质的ZrZn 2。
2002-07-11 cond-mat.supr-con
Upper critical field in ferromagnetic metals with triplet pairing
基于自旋涨落交换的电子-电子相互作用,发展了铁磁金属三重态超导理论。导出了上临界场温度依赖性方程。与双带金属超导性的类似方程不同,它们包含了对振幅和费米速度随磁场的变化。在临界温度附近和在T = 0时的临界场行为被解析地建立。
2020-03-20 cond-mat.supr-con
Triplet superconductivity induced by screened phonon interactions in ferromagnetic compounds
我们认为声子介导的屏蔽对相互作用可以在铁磁化合物如UGe_2中产生自旋三重态超导电性。指出了由于动量依赖性,对相互作用中除了主要的s波分量外,还包括p、d、f波等各向异性分量。由于铁磁长程序的共存,有一个大的分裂的费米面的上,下自旋电子,这抑制了单重态配对。因此,三重态配对发生在最后由于次主导的各向异性相互作用,即使在没有磁贡献的配对相互作用。
2001-10-10 cond-mat.supr-con
Josephson effect between triplet superconductors through a ferromagnetic barrier of finite width
研究了两个三重态超导体和一个铁磁势垒的结中的电荷和自旋输运。我们使用Bogoliubov-de Gennes波函数来构造格林函数,从格林函数中,我们得到了约瑟夫森电流的Andreev反射系数。我们专注于一个有限的势垒宽度的0-π跃迁的发生和自旋电流的后果,并检查隧道区的共同δ函数近似的适当性。
2012-01-11 cond-mat.supr-con
Andreev reflection in unitary and non-unitary triplet states
本文讨论了最近提出的Sr_2RuO_4的幺正和非幺正自旋三重态在正常导体-超导体界面上的准粒子反射和透射性质。我们发现Andreev反射振幅的共振峰,这是相关的超导体中的表面束缚态。它们导致超导体中低于准粒子能隙的电导峰特征。对于幺正态和非幺正态,峰的位置以不同的方式依赖于入射准粒子的角度。基于这一观察,我们提出了一个可能的实验,可以区分这两种超导状态。
1997-06-19 cond-mat.supr-con
Paramagnetic limiting in ferromagnetic superconductors with triplet pairing
计算了铀铁磁超导体的自旋磁化率。结果表明,超导顺磁限制的磁场方向垂直于自发磁化的方向的情况下解释的巡回铁磁体带分裂,而不是由旋转的磁化向外场方向。给出了上临界场温度依赖性的定性描述。
2010-02-18 cond-mat.supr-con
Transport Properties in Ferromagnetic Josephson Junction between Triplet Superconductors
利用准经典Eilenberger方程研究了具有自旋三重态对对称性的弹道超导体-铁磁体-超导体结中的电荷和自旋约瑟夫森电流。超导体的能隙矢量与铁磁层的磁化强度成任意的相对角度。阐明了铁磁层厚度和磁化强度对约瑟夫森电荷和自旋电流的影响。我们发现,除了交换场与d矢量近似垂直的情况外,0-π跃迁都可以发生。我们还展示了如何自旋电流流动,由于交换场和d-矢量之间的取向不良。
2010-12-01 cond-mat.supr-con
Phases and phase transitions in spin-triplet ferromagnetic superconductors
基于准唯象的Ginzburg-Landau理论,综述了自旋三重态Cooper配对下铁磁性和非常规超导共存的最新研究结果。报告了新的结果。结果进行了讨论,在金属化合物的应用,如UGe 2,URhGe,ZrZn 2。
2004-04-12 cond-mat.supr-con
Evidence for triplet superconductivity in Josephson junctions with ferromagnetic Cu$_{2}$MnAl-Heusler barriers
本文研究了由Heusler化合物Cu $_2$ MnAl制备的势垒约瑟夫森结。在制备状态下,Cu $_2$ MnAl层是非铁磁性的,并且临界约瑟夫森电流密度$j_{c}$随着Heusler层$d_{F}$的厚度呈指数下降。在240 \degree C退火的结的Heusler层开发铁磁秩序,我们观察到的依赖性($j_{c}(d_{F}$)与$j_{c}$强烈增强和弱的厚度依赖于在厚度范围7.0 nm <$d_{F}$ <10.6 nm。我们把这一特点归因于三重态成分的超导配对功能所产生的特定的磁化曲线内薄Cu $_2$ MnAl层。
2010-03-10 cond-mat.supr-con
Time-Reversal Symmetry and the Structure of Superconducting Order Parameter of Nearly Ferromagnetic Spin-Triplet Superconductor UTe2
将库珀对波函数的空间群方法推广到第三类Shubnikov群,并应用于新发现的近铁磁超导体UTe 2。对Shubnikov群m ′ m ′ m,得到了一个非幺正的三重态SOP(超导序参量).研究了三重态非幺正SOP的节结构,结果表明,在Shubnikov III对称的情况下,ESP(等自旋配对)态的节结构在某些情况下是不稳定的,即当增加复相绕组时会发生变化。确定了对应于m 'm'm对称性和UTe 2的所有实验数据的库珀对波函数的不可约共表示。
2020-01-21 cond-mat.supr-con
Theory of ferromagnetic superconductors with spin-triplet electron pairing
本文提出了一个描述具有自旋-三重态电子库珀对的铁磁超导体的相和相变的准唯象理论。该理论基于超导和铁磁序参量的扩展的Ginzburg-Landau展开式。一个简单的形式的理论参数对压力的依赖关系,确保了正确的理论轮廓的温度-压力相图中出现的p波超导性和巡游铁磁性共存的稳定相。这个新的理论是在一个很好的协议与实验数据的金属间化合物,例如,UGe 2,URhGe,UCoGe,和UIr,实验证明是巡回铁磁体表现出自旋三重态超导性。建立并论证了巡游铁磁性($M$ -触发效应)导致超导现象出现的机制。在同一理论基础上,解释了这类铁磁超导体量子相变的基本特征,并与实验结果相符合。该理论允许将自旋三重态铁磁超导体分为两种不同类型:I型和II型。分类是基于数量标准,即,理论参数之间的简单关系。理论和实验都表明,这两类p波铁磁超导体在物理性质上有着本质的区别。
2014-04-05 cond-mat.supr-con
On the theory of superconductivity in ferromagnetic superconductors with triplet pairing
我们指出,具有三重态配对和强自旋轨道耦合的铁磁超导体即使在最简单的情况下也至少是双带超导体。发展了这种超导体的Gor'kov型形式,导出了Ginzburg-Landau方程。发现了临界温度与普通点状杂质浓度的关系,其非普适性可作为铁磁超导体双带特性的一个定性度量。本文还讨论了上临界场的确定问题。
2004-02-12 cond-mat.supr-con
Spin-polarized triplet supercurrent in Josephson junctions with perpendicular ferromagnetic layers
约瑟夫森结包含三个铁磁层,相邻层之间的非共线磁化在一定条件下携带自旋三重态超电流。自旋三重态超电流的特征是最大超电流作为中间铁磁层厚度的函数的相对缓慢的衰减。在这项工作中,我们专注于结的中间磁性层是一个[Co/Pd] $_N$多层垂直磁各向异性(PMA),而外两层具有面内各向异性。我们比较结的中间PMA层是或不配置为合成反铁磁体(PMA-SAF)。我们发现,超电流衰减更迅速地增加的[Co/Pd]双层的PMA-SAF结的数目$N$相比,PMA结。在含有[Co/Ni] $_N$ PMA多层膜的结中观察到类似的行为。我们通过假设每个Co/Pd或Co/Ni界面充当部分自旋过滤器来模拟该行为,使得PMA结中的自旋三重态超电流随着$N$增加而变得更强自旋极化,而PMA-SAF结中的超电流随着$N$增加而被抑制。我们还解决了在以前的工作中提出的一个问题,有多少自旋单线态超电流是通过我们名义上的自旋三重态结传输。我们通过比较自旋三重态结与磁性层顺序被打乱的类似结来做到这一点。本文的研究结果对设计用于低温存储器的自旋三重态约瑟夫森结具有一定的参考价值。
2020-05-13 cond-mat.supr-con
Diamagnetic susceptibility of spin-triplet ferromagnetic superconductors
我们计算了零外磁场下从铁磁相到铁磁有序和非常规超导共存相的相变以上的抗磁磁化率。为此,我们使用广义Ginzburg-Landau自由能的非常规铁磁超导体的自旋三重态电子配对。简要讨论了该结果在某些金属间化合物中的可能应用。
2010-10-06 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Spin Ordering and Quasiparticles in Spin Triplet Superconducting Liquids
研究了p波超导液体中的自旋有序及其对低能准粒子的影响。我们证明了存在一种新的二维p波超导液体,其基态是旋转不变的。在量子自旋无序液体中,低能准粒子是裸Bogolubov-De Gennes(${\em BdeG}$)准粒子和零能Skyrmion(在低能极限下是电荷中性玻色子)的束缚态.此外,自旋集体激发是带有半自旋的、服从费米子统计的分数化激发。在热自旋无序极限下,准粒子是裸${\em BdeG}$准粒子的束缚态。后一种情况可以在一些自旋轨道耦合较弱的层状p波超导体中实现。
2002-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Supercurrent in ferromagnetic Josephson junctions with heavy metal interlayers
来自常规BCS、$s$波超导体($S$)的超电流能够穿透相邻铁磁($F$)层的长度尺度取决于将单线态库珀对转换成三线态库珀对的能力。自旋对准的三重态库珀对不被铁磁交换相互作用反相,并且因此可以在比单重态库珀对长得多的距离上穿透$F$层。这些三重态库珀对携带无耗散的自旋电流,是新兴超自旋电子学领域的基本组成部分。单重态-三重态的非均匀磁性转换是公认的。在这里,我们描述了一种尝试,使用自旋轨道耦合作为一种新的机制来调解$S-F-S$约瑟夫森结中的单重态-三重态转换。我们报告说,在我们的约瑟夫森结中添加薄的Pt自旋轨道耦合层显着增加了超电流的传输,但超导的衰减长度没有发现增加。我们将增加的超电流传输归因于Pt作为缓冲层来改善Co $F$层的生长。
2018-06-04 cond-mat.supr-con
Spin-triplet superconductivity from quantum-geometry-induced ferromagnetic fluctuation
Kyoto University(京都大学)
该研究揭示量子几何可诱导铁磁涨落并介导自旋三重态超导,明确了铁磁涨落的判据,指出费米面附近非克莱默斯能带简并下Fubini-Study量子度量的关键作用,为理解非常规超导机制提供了新视角。
2023-11-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Josephson effect in spin-singlet superconductor/ferromagnetic insulator/spin-triplet superconductor junctions with helical $p$-wave states
利用准经典格林函数方法研究了自旋单重态超导体/螺旋$p$波超导体结中的约瑟夫森效应。结果表明,无论超导体中的带隙对称性如何,$\sinϕ$型和$\cosϕ$型电流-相位关系总是存在的. $\sinϕ$型和$\cosϕ$型电流的必要条件是磁化强度必须有一个平行于晶体学$a$或$b$轴的分量,这与用具有统一方向的$\vect{d}$矢量描述的$p$波超导体的情况不同.分析了该条件与间隙函数对称性之间的关系。我们详细研究了约瑟夫森电流的对称性和符号反转时的磁化旋转。
2016-07-29 cond-mat.supr-con
Colossal proximity effect in a superconducting triplet spin valve based on halfmetallic ferromagnetic CrO2
铁磁体可以通过形成等自旋三重态库珀对和奇频配对机制维持超电流。由于这种对不会被铁磁体的交换能量破坏,超导三重态关联是长程的和自旋极化的,有望用于超导自旋电子学器件。主要挑战是了解如何在超导体(S)/铁磁物质(F)界面产生三重态。本文利用三重态自旋阀(TSV)的概念研究了传统超导体中的单重态到半金属铁磁体CrO_2中的三重态的转变。TSV由两个铁磁层(由薄的正常金属(N)层隔开)和超导体(F_1/N/F_2/S)组成。当F_{1,2}层的磁化方向不共线时,封装F_1/N/F_2在F_1中产生三重态。这从S层排出单重态对,因此通过临界温度$T_c$的降低来表示三重态的产生。最近,有报道称TSV的实验具有Co漏层,使用面内场,并发现T_c漂移高达100~mK。用CrO_2代替Co,并将磁场从面内旋转到面外,我们发现T_c的变化很大,从开尔文到特斯拉量级。这种强的排水与CrO_2中超导电流可以流过的大长度相一致,这比传统的铁磁体要大得多。我们的研究结果指出了超导自旋电子学对半金属的特殊兴趣。
2014-10-18 cond-mat.supr-con
Theory of the tunneling spectroscopy of ferromagnetic superconductors
研究了正常金属/绝缘体/铁磁超导结中的隧穿电导。隧穿谱显示自旋-单重态s波配对、自旋-三重态相反自旋配对和自旋-三重态等自旋配对有明显的区别:它们在谱中分别呈现能隙结构、双峰结构和零偏置峰。所得结果可作为确定铁磁超导体配对对称性的工具。
2007-04-24 cond-mat.supr-con
Long range triplet Josephson effect through a ferromagnetic trilayer
我们研究了通过铁磁三层的约瑟夫森电流,在扩散和清洁的限制。对于层中的共线(平行或反平行)磁化,由于超导体/铁磁体结构中的短程邻近效应,约瑟夫森电流很小。对于非共线磁化,我们确定的条件约瑟夫森电流占主导地位的另一个贡献来自长距离三重态邻近效应。
2007-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting triplet rim currents in a spin-textured ferromagnetic disk
自从长程超导邻近效应被发现以来,自旋三重态库珀对与磁结构(如畴壁和涡旋)之间的相互作用一直是理论研究的热点,而相关的实验研究却很少。我们已经开发出具有高度可控的自旋织构的纳米结构约瑟夫森结,基于盘状的Nb/Co双层。在这里,Co的涡旋磁化和Nb的库珀对合谋在铁磁体中诱导长程三重态(LRT)超导性。令人惊讶的是,LRT相关性出现在铁磁体边缘的高度局部化(亚80 nm)的通道中,尽管其微不足道的能带结构。我们发现,这些强大的边缘电流产生的磁化织构作为一个有效的自旋轨道耦合,这导致在双层真空边界的自旋积累。最后,我们证明,通过改变一个单一的铁磁体的自旋织构,$0$和$π$ -通道可以在同一设备中实现。
2022-05-02 cond-mat.supr-con
Spin-triplet superconducting pairing due to local (Hund's rule, Dirac) exchange
我们讨论了一般意义的本地自旋三重态配对费米子诱导本地铁磁交换,其中的例子是洪德规则耦合。确定了三个主相的准粒子能量和它们的波函数,它们与动量无关。我们利用Bogolyubov-Nambu-De Gennes方法,在两带情况下的三重配对的情况下,导致四分量波函数。准粒子谱中既有无隙模,也有各向同性隙模。一个惊人的类似狄拉克方程进行了简要探讨。这种类型的配对也与相对论费米子有关,因为它反映了基本的离散粒子交换。还与局域带间自旋单重态配对作了比较。
2000-07-04 cond-mat.supr-con
Phenomenological study of spin-triplet ferromagnetic superconductors
在准唯象的金-朗道理论基础上,评述了自旋三重态库珀配对的非常规超导性。超导电性,特别是铁磁性和非常规超导电性共存的混合相是由自发磁化引发的。混合相是稳定的,而通常存在于非常规超导体中的其他超导相要么是不稳定的,要么对于理论参数的特定值,其中一些相在相图的相当窄的区域中在相对较低的温度下是亚稳定的。从正常相到共存相的相变是一阶的,而从铁磁相到共存相的相变可以是一阶或二阶的,这取决于具体物质。库珀对和晶体各向异性与相图形状的更精确轮廓相关,并且减少系统基态的退化,但它们不会显著影响相稳定性域和各个相的热力学性质。
2004-11-19 cond-mat.supr-con
Odd triplet superconductivity in superconductor/ferromagnet multilayered structures
我们证明,在多层超导铁磁结构中,不同铁磁层的磁化强度的非共线排列产生三重态超导凝聚体,其频率为奇数。这种三重态凝聚体与传统的单重态凝聚体共存于超导体中,但在铁磁体中衰变非常缓慢,这将导致被铁磁体分隔的超导体之间的大约瑟夫森效应。根据铁磁矩的相互方向,约瑟夫森耦合可以是0型和$π$型。
2003-03-24 cond-mat.supr-con
Magnetic field dependence of pairing interaction in ferromagnetic superconductors with triplet pairing
本文发展了一种由磁涨落交换触发三重态配对的铁磁材料超导电性的微观描述。代替目前广泛使用的顺磁子模型,我们研究了具有强磁各向异性的正交铁磁体中涨落的唯象谱。根据平行或垂直于自发磁化方向的磁场取向,配对相互作用的有效振幅被证明是磁场的减小或增加的函数,这允许解释在这些方向上的上临界场的幅度的巨大差异。
2010-11-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Competition of Orbital Antiferromagnetism With Q-Triplet-Pairing in the Ferromagnetic Superconductor UGe$_2$
在一个多组分BCS框架内,我们研究了强铁磁背景下各种CDW和SC序参量的共存和竞争。我们发现,竞争的非常规CDW,也被称为轨道反铁磁体,SC在有限的动量(${\bf Q}$ -三重配对)显示出独特的特性,如极端的敏感性上的偏离嵌套。我们认为,在UGe $_2$的压力创建偏离嵌套和报告的相图与所观察到的行为UGe $_2$定性协议。
2003-06-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin-Triplet Superconductivity in UTe2 and Ferromagnetic Superconductors
自旋三重态最有可能在铀铁磁超导体UGe 2、URhGe、UCoGe中实现。铁磁性和超导性的微观共存意味着库珀对应该在铁磁性的强内场下实现,导致具有相等自旋配对的自旋-三重态。当铁磁涨落增强时,在所有三种材料中观察到的场增强超导性是自旋三重态超导性的有力证据之一。我们在这里提出的结果,一个新发现的自旋三重态超导体,UTe 2,并比较这些结果与铁磁超导体。虽然在UTe 2中没有发现磁序,但在UTe 2和铁磁超导体之间存在相似之处。例如,H的超临界上场超过泡利极限,场重入超导||在UTe 2、URhGe和UCoGe中观察到b轴。我们还显示了在不同质量的样品上的UTe 2的比热结果,专注于超导相的剩余态密度。
2020-03-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin-triplet Supercurrent through Inhomogeneous Ferromagnetic Trilayers
最近的一个实验[J。a. Robinson,J. D. S. Witt和M. G. Blamire,Science,\textbf{329},5987(2010)],我们在此研究通过由夹在两个常规s波超导体之间的Ho $\mid$ Co $\mid$ Ho三层组成的非均匀铁磁区域建立远程自旋三重态超电流的可能性。我们利用一个完整的数值解中的扩散制度的运输和研究的超电流的各种实验相关配置的铁磁三层的行为。我们获得定性非常好的协议与实验数据的行为的超电流作为一个函数的宽度的Co层,$L_\text{Co}$。此外,我们发现了一个合成的0-$π$振荡叠加快速振荡时,改变的Ho层的宽度,特别是在Ho的螺旋磁化织构。我们无法重现在该制度中实验观察到的超电流中的异常峰,但注意到所获得的结果对Ho层中的精确磁化分布非常敏感,这可能是我们的模型与实验报告数据之间存在差异的原因。我们还研究了超导系统中的本质上不均匀的Ho铁磁体取代畴壁铁磁体,并发现类似的行为在Ho $\mid$ Co $\mid$ Ho的情况下。此外,我们提出了一种新型的磁性约瑟夫森结,它只包括一个畴壁铁磁体和一个均匀的铁磁层,除了简单的磁化曲线,还提供了一个可调的远程自旋三重态超电流。最后,我们讨论了我们的研究结果的一些实验方面。
2010-09-14 cond-mat.supr-con
Softer than normal, but not as soft as one might think: Spontaneous flux lattices in ferromagnetic spin-triplet superconductors
本文提出了一种理论,用于研究铁磁超导体ZrZn_2,UGe_2和URhGe中可能出现的自发涡旋晶格,其中超导性可能是自旋三重态性质。这种自发磁通晶格的长波长的波动被预测为是巨大的相比,传统的磁通晶格,和自旋单重态铁磁超导体是相同的。结果表明,这些波动导致明确的实验签名,这可能提供最简单的方法来观察自发磁通晶格。
2004-05-19 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Structure of the core of magnetic vortices in d-wave superconductors with a subdominant triplet pairing mechanism
在高温$_{\rm{c}}$铜氧化物超导体的涡旋核中发现的准粒子态可以用扫描隧道谱来探测。这样的实验结果揭示了典型的光谱,这是从传统的低Tc超导体中看到的完全不同。特别是在核心中心的$E\sim 0$处未观察到Caroli-deGennes-Matricon状态。相反,在一个高T $_{\rm{c}}$涡核,准粒子状态被发现的能量是在一个相当大的分数的间隙能量。对此的一种解释可能是,一个有限的振幅的竞争orderparameter稳定在涡核中心。在这里,我将探讨成核的涡核状态,局部打破反转对称的可能性。涡核序参量为混合宇称,是一种$[d + i p]$波,核中心的准粒子谱缺少E=0态.
2011-08-06 cond-mat.supr-con
Triplet Pairing Superconductivity Induced by Short-Range Ferromagnetic Correlations in Sr$_2$RuO$_4$
本文讨论了Sr $_2$ RuO $_4$中三重态超导电性的微观起源,着重讨论了O位上库仑相互作用$U_{pp}$的作用。在$d$ - $p$模型上表明,$U_{pp}$诱导了相邻Ru位的“d-电子”(具有$d_{xy}$ -对称性的分子轨道)之间的铁磁交换相互作用,导致短程铁磁关联,并促进了在$γ$ -带上具有($\sin p_x\pm\ii\sin p_y$)-对称性的Cooper配对。这种铁磁关联有效工作的原因可以追溯到Ru位的4d电子的能级相对较低并且位于O位的$2p$电子的能级附近的事实。
2005-08-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Proximity effect in a ferromagnetic semiconductor with spin-orbit interactions
从理论上研究了具有Rashba自旋轨道相互作用的铁磁半导体中的邻近效应。交换势产生相反自旋三重态库珀对,通过自旋-轨道相互作用,库珀对转变为等自旋三重态。在强自旋-轨道相互作用的极限下,主导库珀对的对称性取决于铁磁体中的无序程度。在干净的限制,自旋单线态$s$ -波库珀对是最主要的,因为自旋动量锁定稳定的库珀对组成的时间反演的合作伙伴。另一方面,在脏极限中,等自旋三重态$s$波对占主导地位,因为随机杂质势释放了锁定。我们还讨论了自旋-轨道相互作用对约瑟夫森电流的影响。
2019-03-07 cond-mat.supr-con
Multiorbital and hybridization effects in the quasiparticle interference of triplet superconductor Sr2RuO4
Sr_2RuO_4具有三个t_2g型导带的手征p波超导态。非常规间隙结构的特征是从实验中已知的,特别是场角分辨比热测量和微观理论。得出了主有源SC带相对于无源带节隙的旋转极值结构的结论。我们建议,这种间隙结构可以进一步指定应用STM-准粒子干涉(QPI)方法。我们计算了三带手征三能隙模型下的QPI谱,给出了封闭的解析表达式。我们表明,作为偏置电压的函数的手性三间隙模型将导致QPI的特征变化,可以确定,并可用于更定量的间隙确定的手性间隙结构。
2013-08-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Curvature control of the superconducting proximity effect in diffusive ferromagnetic nanowires
将传统的s波超导体耦合到铁磁体,通过邻近效应,可以产生超导三重态相关。这一特性可以用来实现超导三重态自旋阀效应在超导体-铁磁体(SF)混合结构中,例如通过在F1 SF 2和SF 1F 2三层结构中,或在具有Rashba和Dresselhaus SOC的SF双层结构中,在平行和反平行结构之间切换铁磁体的磁化强度。最近有报道说,几何曲率可以控制长程三重态的产生。我们使用这个属性表明,超导临界温度的SF混合纳米线可以通过改变铁磁侧的曲率单独调整,而不需要另一个铁磁体或SOC。我们表明,作为曲率的函数的临界温度的变化可以被利用,以获得一个强大的,曲率控制,超导三重态自旋阀效应。此外,我们进行了分析,包括自旋轨道耦合,并解释它如何修改自旋阀效应的定量和定性。
2021-12-23 cond-mat.supr-con
Quasiparticle Trapping In Three Terminal Ferromagnetic Tunneling Devices
最近,人们研究了超导体/铁磁体混合结构,以解决铁磁性和超导性之间的相互作用。它们也为研究非平衡超导开辟了新的途径。在这里,我们表明,它是如何可能的超导薄膜(S)中产生的平衡激发被本地化的铁磁陷阱(F)。具体而言,与S良好接触的铁磁纳米体积表示间隙边缘处的准粒子(QP)的势阱。由于超导邻近效应在F中被高度抑制,QPs被有效地捕获,并且它们与陷阱中的自由电子共享它们的能量。在陷阱中的电子温度Te可以增加高达60%,从浴温度在320 mK的隧道光谱法测量使用第二结。
2009-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Peculiar long-range supercurrent in SFS junction containing a noncollinear magnetic domain in the ferromagnetic region
研究了铁磁区含有非共线磁畴的超导体-铁磁体-超导体异质结构中的超电流。结果表明,磁畴可以导致自旋翻转过程,使在磁畴中传播的单重态库珀对的自旋取向发生反转.如果磁畴两侧的铁磁层具有相同的特征,则会产生长程邻近效应。这是因为单线态库珀对将产生精确的相位抵消效应,并在穿过整个铁磁区时获得额外的$π$相移。那么等自旋三重态对只存在于磁畴区,不能扩散到其他两个铁磁层中。因此,超导电流主要来自单重态库珀对,而不涉及等自旋三重态对。这一行为与一般认为非均匀铁磁性引起的长程超电流是由等自旋三重态对引起的观点截然不同。这一结果为产生长程超电流提供了一种新的途径。
2014-05-19 cond-mat.supr-con
Standard, inverse and triplet spin-valve effects in F1/S/F2 systems
我们证明了与通常的看法相反,干净的F1/S/F2自旋阀的临界温度Tc可以非单调地依赖于铁磁层F1和F2的磁矩之间的角度。取决于系统参数,Tc的最小值可以对应于磁矩的平行、反平行或非共线相互取向。这种反常行为只有在铁磁层彼此不同的情况下才能显示出来,并且在脏极限中完全消失。
2014-02-28 cond-mat.supr-con
Tuning of Magnetic Activity in Spin-Filter Josephson Junctions Towards Spin-Triplet Transport
在过去的几十年里,超导体-铁磁体界面的研究引起了人们极大的兴趣,导致在约瑟夫森结中观察到自旋对准的三重态超电流和0-π跃迁,其中两个超导体被巡回铁磁体分开。最近,自旋过滤器约瑟夫森结与铁磁势垒已显示出独特的输运特性,当与标准的金属铁磁结相比,由于本质上的非耗散性质的隧穿过程。在这里,我们提出了第一个广泛的表征自旋极化约瑟夫森结下降到0.3 K,和第一个证据的不完整的0 π过渡高度自旋极化隧道铁磁结。实验数据是一致的,随着势垒厚度的增加,磁活动的逐步增强,整齐地捕获的最简单的理论方法,包括一个不均匀的交换场。对于非常长的结,非常规的磁性活动的障碍点的存在下,自旋三重态的相关性。
2019-02-01 cond-mat.supr-con
Ferromagnetic SrRuO3 thin-film deposition on a spin-triplet superconductor Sr2RuO4 with highly conducting interface
采用脉冲激光沉积法在自旋三重态超导体Sr_2RuO_4单晶的背表面上制备了SrRuO_3铁磁薄膜。膜处于严重的面内压缩应变下。在居里温度低于158 K时,薄膜表现出易磁化轴沿c方向的铁磁有序性。电输运表明,SrRuO 3/Sr 2 RuO 4界面是高导电性的,与其他正常金属和Sr 2 RuO 4的ab表面之间的界面相反。我们的结果将促进铁磁体和自旋三重态超导体之间邻近效应的研究。
2015-01-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ferromagnetic properties of SrRuO3 thin films deposited on the spin-triplet superconductor Sr2RuO4
本文报道了在自旋三重态超导体Sr_2RuO_4的解理ab面上外延生长的巡游铁磁体SrRuO_3的薄膜的磁性。该薄膜表现出铁磁转变在160 K附近的散装SrRuO3,虽然该薄膜是在1.7%的压缩应变。观察到的磁化强度甚至高于散装SrRuO3。此外,我们发现磁场去除后的磁化弛豫是强各向异性的:当磁畴沿ab平面排列时,涉及两个弛豫过程。
2015-08-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quasiparticle Interference of Spin-Triplet Superconductors: Application to UTe$_2$
本文研究自旋三重态超导体表面准粒子干涉的一般性质,将理论应用于UTe₂模型并与STM测量对比,发现$B_{2u}$和$B_{3u}$库珀对不稳定性的QPI特征及拓扑表面束缚态标志可确定其配对对称通道。
2025-08-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Long-range superharmonic Josephson current and spin-triplet pairing correlations in a junction with ferromagnetic bilayers
在含有非共线磁畴的超导体/铁磁体($S/F$)异质结构中,长程自旋三重态超电流输运是一个有趣的现象.本文研究了非对称$S/F_1/F_2/S$结中的长程超谐波约瑟夫森电流。结果表明,该电流是由厚$F_1$层中的自旋三重态对$\mid\uparrow\uparrow\rangle-$ $\mid\downarrow\downarrow\rangle$或$\mid\uparrow\uparrow\rangle+$ $\mid\downarrow\downarrow\rangle$引起的。特别薄的$F_2$层的磁旋转不仅将调制超谐波电流的幅度,而且实现$\mid\uparrow\uparrow\rangle-$ $\mid\downarrow\downarrow\rangle$和$\mid\uparrow\uparrow\rangle+$ $\mid\downarrow\downarrow\rangle$之间的转换。临界电流随$F_2$层的厚度和交换场的变化呈现振荡性。这些效应可用于设计超谐波电流的低温电子器件。相反,临界电流随着$F_1$层的交换场的增加而单调下降,并且如果$F_1$层被转换成半金属,则长程超电流被禁止,但是$\mid\uparrow\uparrow\rangle$仍然存在于整个$F_1$区域内。这一现象与传统观点相矛盾,表明在本结中发生了自旋和电荷分离,这可能导致有用…
2015-10-25 cond-mat.supr-con
Optimization of spin-triplet supercurrent in ferromagnetic Josephson junctions
在过去的一年里,几个研究小组已经观察到在含有铁磁(F)材料的约瑟夫森结中存在长程自旋三重态超电流的证据。在我们的工作中,自旋三重态对的相关性是由中心的Co/Ru/Co“合成反铁磁体”(SAF)和两个外部薄F层之间的非共线磁化产生的。在这里,我们目前的数据表明,自旋三重态超电流增强到20倍后,我们的样品受到一个大的面内磁化场。如果Co/Ru/Co SAF经历“自旋翻转”转变,由此两个Co层的磁化方向最终垂直于两个薄F层的磁化方向,则可以解释该令人惊讶的结果。自旋翻转转变的直接实验证据来自于扫描电子显微镜的极化分析和自旋极化中子反射计。
2011-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity effect in superconductor/conical magnet/ferromagnet heterostructures
在超导体和铁磁金属之间的界面处,自旋单重态库珀对可以以振荡和衰减的自旋单重态库珀对密度穿透到异质结构的铁磁部分中。然而,如果界面允许自旋混合效应,则可以产生等自旋自旋三重态库珀对,其可以更深入地渗透到异质结构的铁磁部分中,称为长程邻近效应。在这里,我们提出了自旋混合的微观Bogoliubov-de Gennes方程的紧束缚模型的自洽解决方案的基础上的结果。特别地,我们在模型异质结中加入了一个锥形磁体来产生自旋三重态库珀对,并分析了锥形磁体和铁磁层厚度对不等自旋和等自旋自旋三重态配对关联的影响.它将表明,在协议与实验观察,锥形磁铁的最小厚度是必要的,以产生足够数量的等自旋自旋三重态库珀对允许的远程邻近效应。
2013-11-13 cond-mat.supr-con
Nematic versus ferromagnetic spin filtering of triplet Cooper pairs in superconducting spintronics
我们考虑两种类型的磁约瑟夫森结~(JJ)。它们由两个单线态超导体~S和它们之间的磁性层形成,使得JJ是S $_{\text{m}}$ /n/S $_{\text{m}}$类型的异质结构,其中~S $_{\text{m}}$包括具有非共线磁化矢量的两个磁性层。一个层由弱铁磁体表示,另一个层-自旋过滤器-是导电的强铁磁体(N型或N \nobreakdash型JJ)或具有自旋依赖透明度的磁性隧道势垒(磁性或M \nobreakdash型JJ)。由于自旋过滤,只有完全极化的三重态分量才能穿透正常的n线,并提供超导体S之间的约瑟夫森耦合。尽管两种滤波器都允许总自旋为~ $\mathbf{S}$且平行于滤波器轴的三重态库珀对通过,但磁JJ和磁JJ的行为完全不同。而在反平行的情况下,电荷和自旋电流,~ $I_{\text{Q}}$和~ $I_{\text{sp}}$,不依赖于过滤器轴的相互取向,在反平行的过滤器轴的情况下,这两个电流消失在磁~JJ,并改变符号下反转过滤器的方向。所得到的~ $I_{\text{Q}}$和~ $I_{\text{sp}}$的表达式清楚地表明了超导相~ $φ$和弱磁层中交换场间夹角~ $α$之间的对偶性。
2015-11-10 cond-mat.supr-con
Electrodynamics of Josephson junctions containing strong ferromagnets
在多层铁磁约瑟夫森结中,与单重态相比,三重态超导电流可以穿透更厚的铁磁势垒。虽然这些结的静态特性已被广泛研究,动态特性仍然在很大程度上未被探索。在这里,我们报告了一个全面的电动力学特性的多层铁磁约瑟夫森结组成的Co和Ho。通过测量温度依赖的电流-电压特性和开关电流分布下降到0.3 K,我们表明,与三重态超电流的结的相位动力学表现出长(在接近方面)的结行为和适度阻尼动力学与重整化电容和电阻。这种非常规的行为可能提供了一种不同的方式来动态检测三胞胎。我们的结果表明,新的理论模型需要充分理解的相位动力学的三重态约瑟夫森结的超导自旋电子学的应用。
2018-09-10 cond-mat.supr-con
Spin rotation invariant spin triplet superconducting liquids
研究了p波超导流体中的自旋有序及其对低能准粒子的影响。研究了一种新的二维量子自旋三重态超导液体的性质,其中基态是自旋旋转不变的。在量子自旋无序的情况下,由于时空单极中的费米子零模起着量子保护作用,零能skyrmions是拓扑稳定的,低能准粒子是裸Bogolubov-De Gennes({ \em BdeG})准粒子和skyrmions的束缚态,后者在零能极限下是电荷中性玻色子.此外,自旋集体激发是带有半自旋的分形激发,服从费米子统计。在热自旋无序超导态中,裸{ \em BdeG}具有无穷大的能量,每两个{ \em BdeG}准粒子形成自旋为零或自旋为一的束缚态.
2002-03-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Josephson Effect in Singlet Superconductor-Ferromagnet-Triplet Superconductor Junction
研究了由自旋单重态超导体(S)、弱铁磁金属(F)、自旋三重态超导体(T)和绝缘铁磁界面(I)组成的弹道SIFIT结的电流-相位关系。我们使用A. Millis等人计算了结势垒任意磁化方向的结的电流密度和自由能。我们详细研究了磁化强度分布对电流-相位关系的各种谐波和结的基态跃迁的影响。$ϕ$态结可以通过势垒磁化在垂直于三重态超导体d矢量的平面内的非共线取向来实现。
2017-10-25 cond-mat.supr-con
Amplitude control of spin-triplet supercurrent in S/F/S Josephson junctions
用传统的s波超导体制成的并包含多层铁磁材料的约瑟夫森结可以在存在某些类型的磁不均匀性的情况下携带自旋三重态超导电流。在含有三个铁磁层的结中,预测三重态超电流在相邻层的磁化方向正交时最大,而在任何两个相邻层的磁化方向平行时为零。在这里,我们展示了在这样的结的自旋三重态超电流的开关控制,通过旋转90 $^{\circ}$的三层之一的磁化方向。我们获得的“开-关”的比率为5,7,和19的超电流在三个样品研究到目前为止。这些观测结果直接证实了该理论最突出的预言之一,并为自旋三重态约瑟夫森结在新兴的“超导自旋电子学”领域的应用铺平了道路。"
2015-10-07 cond-mat.supr-con
Ferromagnetic fluctuation and possible triplet superconductivity in Na_xCoO_2*yH_2O: Fluctuation-exchange study of multi-orbital Hubbard model
用多轨道哈伯德模型研究了新发现的超导体Na_xCoO_2·yH_2O的自旋和电荷涨落及超导电性。紧束缚参数的确定,以再现LDA带色散与费米面,它包括一个大的圆柱周围的伽玛点和六个孔袋附近的K点。通过应用涨落交换(FLEX)近似,我们表明,Hund的规则之间的Co t2 g轨道的耦合导致铁磁(FM)自旋涨落。三重态f_{y(y^2-3x^2)} -波和p-波配对是有利于这种FM波动的孔袋带。我们认为,在Na_xCoO_2·yH_2O中,Co的t2 g轨道和轨道间的Hund规则耦合对三重态配对起着重要的作用,该化合物可能是第一个轨道自由度起重要作用的三重态超导体的例子。
2005-03-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con