PbTe/SnTe heterostructures -- candidate platform for studying spin-triplet superconductivity
本研究针对PbTe/SnTe半导体异质结的自旋三重态超导潜力开展实验,通过软点接触谱与上临界场分析给出配对证据,验证了应变诱导拓扑超导的相关理论预测。
2025-05-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Competing phases of interacting electrons on triangular lattices in moiré heterostructures
本文研究了具有SU(2)$\times$ SU(2)对称性的相互作用电子在三角晶格上van-Hove填充附近的量子多体不稳定性。我们的工作是由有效的模型,如扭曲的双层氮化硼和三层石墨烯氮化硼系统的六方云纹异质结构的平带的动机。我们考虑一个扩展的哈伯德模型,包括现场Hubbard和Hund的耦合,以及最近邻交换相互作用和分析不同的排序趋势的帮助下,一个公正的功能重整化群的方法。我们发现三类控制的填充和裸露的相互作用的不稳定性。对于范霍夫填充的嵌套费米面,类亨德耦合导致了自旋或轨道密度波相位的弱不稳定性。SU(4)交换相互作用使系统向陈氏绝缘体移动,这对于Hund类相互作用的扰动或完美嵌套的偏差是鲁棒的。此外,在一个扩展的范围内的填充和相互作用,我们发现拓扑$d\pm id$和(自旋单线态)-(轨道单线态)$f$波超导。
2019-02-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Long-range proximity effect in Nb-based heterostructures induced by a magnetically inhomogeneous permalloy layer
奇频三重态库珀对被认为是铁磁体中长程超导关联的载流子。这种三重态对是由超导体(S)和铁磁体(F)之间界面处的不均匀磁性产生的。到目前为止,只有在设计用于提供磁不均匀性的复杂层状结构中才报道了可再现的长程效应。在这里,我们表明,自旋三重态对的形成可以在简单的非结构化的Nb/坡莫合金(Py = Ni_(0.8)Fe_(0.2))/Nb三层和Nb/Py双层,但只有当铁磁层的厚度范围在140和250 nm之间。该效应与固有非均匀磁状态的出现有关,该磁状态是Py中众所周知的条纹制度的前体,在我们的样品中,该条纹制度的厚度大于300 nm。
2017-02-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Control of magnetism in singlet-triplet superconducting heterostructures
我们分析了单重态和三重态超导体之间的界面处的磁化强度,并表明其方向和对跨结的相位差的依赖性与三重态序参量的结构以及对相互作用密切相关。我们认为相等的自旋螺旋,相反的自旋手征,和混合对称配对的三重态侧,并表明,磁化消失在$ϕ=0$只有在第一种情况下,遵循约$\cosϕ$行为的第二个,并显示高次谐波的最后配置。我们跟踪的起源磁化界面附近的Andreev束缚态的磁结构,并提供了一个基于量子力学的解释的结果。我们的研究结果可以用来控制超导异质结构的磁化强度和测试自旋三重态超导体的对称性。
2015-08-31 cond-mat.supr-con
Triplet proximity effect in superconducting heterostructures with a half-metallic layer
本文提出了描述半金属层异质结构中超导邻近效应的Usadel理论。结果表明,半金属内部的全自旋极化引起了超导体(S)-铁磁体(F)-半金属(HM)三层中的巨三重态自旋阀效应,以及S/F/HM/F/S系统中的$φ_0$结的形成.此外,我们考虑了原子厚度的S/F/HM三层膜的精确可解模型,并证明了它再现了Usadel方法中发现的自旋阀效应的主要特征。我们的结果与最近关于${\rm MoGe/Cu/Ni/CrO_2}$杂化材料中自旋阀效应的实验数据定性一致[A. Singh等人,Rev. X 5,021019(2015)]。
2015-07-09 cond-mat.supr-con
Interface currents and magnetization in singlet-triplet superconducting heterostructures: Role of chiral and helical domains
手性畴壁和螺旋畴壁是拓扑自旋三重态超导体的常见缺陷。我们从理论上研究了超导单重态-三重态-单重态异质结构的磁性和输运性质,在自旋三重态区域内存在手性和螺旋畴的情况下,单重态引线之间的相位差是超导单重态-三重态-单重态异质结构的函数。在单重态-三重态界面处的局部反转对称性破缺允许出现静态相位控制的磁化,并且通常产生沿着边缘流动的自旋和电荷电流。畴壁数的奇偶性影响界面矩和电流的相对取向,而在某些情况下,畴壁本身有助于自旋和电荷输运。我们证明,单重态-三重态异质结构是一个通用的原型,以产生和控制非耗散自旋和电荷效应,把它们放在一个更广泛的一类系统表现出自旋霍尔,异常霍尔效应和类似的现象。界面处的电子输运和磁效应的特征可以用来评估手性/螺旋超导体中畴的存在。
2017-08-11 cond-mat.supr-con
Proximity Effects in Ferromagnet/Superconductor Heterostructures
本文综述了超导(S)和铁磁(F)薄膜异质结构中邻近效应的实验和理论研究现状。首先,我们讨论传统的影响起源于超导对波函数的振荡行为的F层。然后,我们集中在最近的理论预测S/F层系统。这些是a)在F层中产生奇三重态超导性和b)在S层中低于超导转变温度$T_{c}$(逆邻近效应)诱导的铁磁性。评论的第二部分致力于讨论与第一部分的理论预测相关的实验。特别是,我们提出的临界温度$T_{c}$作为F-层的厚度的函数的测量结果,我们回顾实验表明存在奇数三重态超导性,隐铁磁性和逆邻近效应。
2006-11-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Magnetism, superconductivity and coupling in cuprate heterostructures probed by low-energy muon-spin rotation
利用低能μ子自旋旋转方法研究了YBa_2Cu_3O_7/PrBa_2Cu_3O_7三层和双层异质结构的磁性和超导性质。通过确定整个这些结构的磁场分布,我们表明,一个有限的超流密度可以诱导在其他半导体PrBa 2Cu 3 O 7层时,并列YBa 2Cu 3 O 7“电极”,而内在的反铁磁秩序不受影响。
2012-01-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Cooper-Pair Spin Current in a Strontium Ruthenate Heterostructure
自旋三重态库珀对的凝聚不仅需要规范对称性破缺,而且还需要自旋有序。由此产生的一个结果是,库珀对自旋电流可能类似于磁绝缘体中的磁振子自旋电流,这种类比也延伸到集体自旋三重态动力学的吉尔伯特阻尼的存在。最近制造的异质结构的巡回铁磁体SrRuO3的薄膜上的块体Sr2RuO4,最知名的候选材料的自旋三重态超导体,提供了一个有前途的平台,产生这样的自旋电流。我们将展示这种异质结构如何使我们不仅能够实现远程自旋阀,而且还可以电驱动自旋三重态序参量的集体自旋模式。我们的提议既代表了自旋超流性的新实现,也代表了自旋三重态超导电性的输运特征。
2018-02-05 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
Odd Triplet Pairing in clean Superconductor/Ferromagnet heterostructures
我们通过完全自洽求解Bogoliubov-de Gennes方程,研究了干净的铁磁(F)/超导(S)纳米结中的三重态配对关联。我们考虑FSF三层,S是一个s波超导体,和任意角度$α$之间的两个F层的磁化。我们发现,与以前的一些预期相反,三重态相关性,奇数的时间,诱导在S和F层在干净的限制。我们调查他们的行为作为时间,位置和$α$的函数。三重态振幅在反德拜频率的数量级上是最大的,并且在那个时间尺度上,它们在S和F中都是长范围的。当磁化方向为反平行时,零温凝聚能最低。
2007-04-13 cond-mat.supr-con
Spin-flipping with Holmium: Case study of proximity effect in superconductor/ferromagnet/superconductor heterostructures
超导体/铁磁体/超导体异质结构表现出所谓的长程邻近效应,只要在相应的界面区域中包括一些锥形磁体钬层。Ho层导致在界面处的自旋翻转过程,在铁磁体中产生等自旋自旋三重态配对相关。这些等自旋自旋三重态配对的相关性渗透到异质结更进一步的自旋单重态和不等自旋自旋三重态的相关性,发生在没有Ho。在这里,我们提出了这种效果的计算的基础上的自旋相关的微观Bogoliubov-德Gennes方程内的紧束缚模型中的清洁限制解决。的铁磁体和锥形磁体层的厚度上诱导的等自旋自旋三重态配对的相关性的影响,并获得与现有的实验数据进行比较。结果表明,与实验一致,一个临界的最小厚度的锥形磁铁层必须存在,以观察到相当数量的等自旋自旋三重态配对相关。
2015-04-03 cond-mat.supr-con
Unconventional superconductivity and paramagnetic Meissner response triggered by nonlocal pairing interaction in proximitized heterostructures
研究耦合常规超导体的二维电子系统中非局域配对引发的非常规超导,揭示准粒子隧穿与自旋三重态层间配对产生的奇频超导关联导致顺磁迈斯纳响应并影响态密度。
2023-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Observation of the Triplet Spin-Valve Effect in a Superconductor-Ferromagnet Heterostructure
具有两个铁磁层的超导体-铁磁体(S-F)异质结构的理论预测了在F层的磁化的非共线对准(NCA)处产生长范围的、频率奇的三重态配对。在Nb/Cu 41 Ni 59/nc-Nb/Co/CoOx自旋阀型邻近效应异质结构中已经检测到这种三重态配对,其中F层之间的非常薄的Nb膜用作正常导电(nc)间隔物。作为外部磁场的函数的样品的电阻表明,对于不太高的字段的系统是超导在共线对齐的Cu 41 Ni 59和Co层磁矩,但切换到正常的导电状态在NCA配置。这表明NCA的超导转变温度Tc低于固定的测量温度。在NCA制度下,F层磁矩平行或反平行排列的最小Tc的存在与理论预测的单线态超导抑制的长程三重态配对产生是一致的。
2012-06-10 cond-mat.supr-con
Spin-dependent Proximity Effects in d-wave Superconductor/Half-metal Heterostructures
我们报告的d波超导体/半金属异质结构,对应于系统组成的高Tc的铜酸盐和锰氧化物材料的相互邻近效应。在我们的研究中,邻近效应是由两个独立的界面效应:自旋混合(或旋转)表面散射和自旋翻转散射的相互作用引起的。表面自旋混合散射在超导侧引入了自旋-三重态配对关联,在超导能隙内形成Andreev束缚态.自旋翻转散射不仅在半金属中引入了长程等自旋对振幅,而且引入了延伸到超导体中的奇异磁邻近效应。
2005-11-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Observation of triplet superconductivity in CoSi$_2$/TiSi$_2$ heterostructures
非常规超导,特别是三重态超导,一直是拓扑材料和量子技术研究的前沿和中心。本文报道了在硅衬底上的CoSi $_2$ /TiSi $_2$异质结构中观察到的三重态超导电性。CoSi $_2$在临界温度$T_c \approx$ 1.5 K处发生急剧的超导转变,而TiSi $_2$是正常金属.研究了二端CoSi $_2$ /TiSi $_2$隧道结和三端T型CoSi $_2$ /TiSi $_2$超导邻近结构的电导谱。我们报道了在CoSi $_2$异质结构中出乎意料的大自旋轨道耦合。在$T_c$以下,我们观察到(1)在宽峰顶部的窄零偏置电导峰,伴随着隧道结中的两个对称侧凹,(2)T形结构中的窄零偏置电导峰,以及(3)结磁阻中的磁滞。这三个独立且互补的观察结果表明CoSi $_2$ /TiSi $_2$异质结构中的手性$p$波配对。这种手性三重态超导性以及CoSi $_2$和TiSi $_2$与当今硅集成电路技术的优异制造兼容性促进了量子计算设备中潜在用途的完全可扩展性。
2020-12-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Memory Effect and Triplet Pairing Generation in the Superconducting Exchange Biased Co/CoOx/Cu41Ni59/Nb/Cu41Ni59 Layered Heterostructure
我们制作了一个纳米层混合超导铁磁自旋阀结构,其电阻状态取决于前一个磁场的极性。这种效应是基于稀释的铁磁铜镍合金上的强交换偏置(约-2kOe)和在频率三重态配对分量中长范围奇数的产生。在零磁场下,高、低电阻态的差异对于250 μA的传输电流为正常状态电阻的90%,对于10 μA仍为正常状态电阻的42%左右。该结构的两种逻辑状态在空闲模式中不需要偏置场或电流。
2013-07-25 cond-mat.supr-con
Anisotropic Purity of Entangled Photons From Cooper Pairs in Heterostructures
理论上提出,具有超导层(P-N-S)的正偏置pn结由于固有的电子自旋单重态配对而产生纯的偏振纠缠光子。然而,任何异质结界面一般诱导Rashba自旋轨道耦合,这反过来又产生一个混合的单重态-三重态超导序参量。本文研究了三重态配对对库珀对复合光子纯度的影响。对于具有固定$\vec{d}$的三重态超导体,发现了一种独特的态纯度方向依赖性:当光子偏振轴平行于$\vec{d}$时,产生纯的纠缠光子。在单重态超导体中诱导的三重态配对被证明会降低态纯度,而在三重态超导体中诱导的单重态配对被证明会增强纠缠对的产生。这些考虑可能有助于设计产生纠缠光子的功能器件。
2018-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconductor/Ferromagnet Heterostructures: A Platform for Superconducting Spintronics and Quantum Computation
超导体/铁磁体(SC/FM)异质结构中超导性和铁磁性的相互作用产生了许多有趣的物理现象,包括自旋三重态超导、超导序参量振荡和拓扑超导。SC/FM异质结构的独特物理性质使其成为未来超导自旋电子学和量子计算应用的有前途的平台。本文综述了SC/FM异质结构从超导自旋电子学到量子计算的重要研究进展。首先,我们讨论了SC/FM异质结中自旋载流子的研究进展,包括Bogoliubov准粒子、超导涡旋和可能用于长程自旋输运的自旋三重态库珀对。然后,我们将描述π约瑟夫森结及其在构造π量子比特中的应用。最后,我们将简要回顾SC/FM异质结构中Majorana态的实验特征和理论上提出的操纵,这可能有助于实现容错拓扑量子计算。
2022-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Displacement-field-tunable superconductivity in an inversion-symmetric twisted van der Waals heterostructure
本研究针对反演对称扭曲三层石墨烯,结合上下过渡金属二硫化物层诱导的自旋轨道耦合与位移场调控,通过对称性分析、数值计算与解析研究,揭示了二者对不同母态下超导序参量演化的影响,深化了对该体系超导序的认知。
2023-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Tunable superconductivity and Möbius Fermi surfaces in an inversion-symmetric twisted van der Waals heterostructure
我们从理论上研究了由镜像对称的扭曲三层石墨烯包围相同的过渡金属二硫属化物层组成的莫尔超晶格几何结构。我们证明了通过施加一个垂直位移场$D_0$,这种设置允许开关和控制费米面的自旋轨道分裂,并探讨了这种控制的两种表现形式:第一,我们用$D_0$计算了超导配对的演化;这以单线态和三线态配对的复杂混合物为特征,根据母体三层体系中的配对状态,竞争超导相之间的相变。其次,我们揭示了,与应用程序的$D_0$,自旋轨道诱导的自旋纹理表现出漩涡,导致“莫比乌斯费米面”的布里渊区的内部:非绝热电子轨迹,这是预测占主导地位的量子振荡实验,需要环绕$Γ$点两次,使其莫比乌斯性质直接观察。我们进一步表明,超导序参量继承了非常规的莫比乌斯自旋织构。我们的研究结果表明,该系统提供了一个很有前途的实验途径,系统地研究自旋轨道耦合的影响,在近魔角扭曲的三层石墨烯的拓扑和相关的阶段。
2022-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Selective equal spin Andreev reflection at vortex core center in magnetic semiconductor-superconductor heterostructure
Sau,Lutchyn,Tewari和Das Sarma(SLTD)提出了一种异质结构,它由半导体薄膜夹在s波超导体和磁绝缘体之间组成,并显示出可能的Majorana零模。本文研究了SLTD模型中涡旋核态的自旋极化和涡旋中心的自旋选择Andreev反射。在拓扑相,微分电导在涡旋中心的Andreev反射贡献,是自旋选择性的,并在零偏压下具有量子化值$(dI/dV)^{topo}_A =2e^2/h$。在拓扑平凡相,由于自旋轨道耦合(SOC),在涡核的最低准粒子能量处的$(dI/dV)^{trivial}_A$是自旋选择性的。与拓扑相不同,$(dI/dV)^{trivial}_A$在Giaever极限下被抑制,并且由于量子破坏干涉而在零偏压下完全消失。
2017-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting spin valves based on antiferromagnet/superconductor/antiferromagnet heterostructures
本文研究反铁磁/超导/反铁磁异质结构中的自旋阀效应,发现其依赖于超导层化学势,并探讨了奈尔三重态关联及杂质的影响。
2024-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity effect in superconductor/conical magnet heterostructures
在超导体和铁磁金属之间的界面处存在自旋翻转势,允许产生等自旋自旋三重态库珀对。这些库珀对与铁磁区域内的交换相互作用兼容,因此允许通过铁磁体或半金属的长程邻近效应。一种合适的自旋翻转电位是通过将锥形磁体钬(Ho)结合到界面中来提供的。锥形磁性结构的特征在于相对于晶体$c$轴的开度角$α$和测量相对于相邻层的磁化旋转的转动(或俯仰)角$β$。在这里,我们目前的结果显示圆锥形磁铁界面层的影响,不同的$α$和$β$上的效率产生的等自旋三重态配对。结果得到的微观Bogoliubov $-$德Gennes方程在清洁的限制内的异质结构的紧束缚模型的自洽解决方案。特别地,详细讨论了不等自旋和等自旋自旋三重态配对关联对锥形磁角$α$和$β$的依赖关系.
2014-09-01 cond-mat.supr-con
Odd-parity superconductivity by competing spin-orbit coupling and orbital effect in artificial heterostructures
我们表明,奇宇称超导发生在多层Rashba系统,而不需要自旋三重态库珀对。在平行于二维导电平面的磁场中,自旋单重态通道中的配对相互作用稳定了奇宇称对密度波(PDW)态。结果表明,层相关的Rashba自旋轨道耦合和轨道效应对二色和三色异质结构中的PDW态起着至关重要的作用。我们证明了奇宇称PDW态是一个对称类BDI中的一维缠绕数的拓扑超导态。本文讨论了人工重费米子超晶格CeCoIn_5/YbCoIn_5和SrTiO_3/LaAlO_3双层界面的超导电性。
2015-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Generalized quasiclassical theory of the long-range proximity effect and spontaneous currents in superconducting heterostructures with strong ferromagnets
本文提出了强铁磁体异质结构中长程超导邻近效应的广义准经典理论,其中交换分裂为费米能量级。在铁磁体中,自旋分裂费米面上自旋三重态库珀对的传播受自旋相关阿贝尔规范场的控制,而阿贝尔规范场是由自旋轨道耦合或磁织构产生的.附加的规范场与通常的电磁矢势叠加进入准经典方程,导致各种几何形状的自发超导电流和相移的产生,这提供了长程自旋三重态关联的来源。我们推导了强铁磁体的Usadel方程和边界条件,并考虑了支持自发电流的约瑟夫森系统的几个一般例子。
2017-09-10 cond-mat.supr-con
Theory of Half Metal-Superconductor Heterostructures
研究了被半金属磁体隔开的两个单重态超导体之间的耦合。耦合背后的机制是由超导体中的准粒子自旋在与半金属的界面处的反射事件期间的旋转提供的。自旋旋转在超导体中诱导三重态关联,在表面自旋翻转散射的存在下,导致超导体之间的间接约瑟夫森效应。我们提出了一个理论适合于研究这种现象,并计算超导体/半金属/超导体(S/HM/S)异质结构的物理性质。
2006-03-28 cond-mat.supr-con
Topological superconductivity with large Chern numbers in a ferromagnetic metal-superconductor heterostructure
本文研究了铁磁金属-超导体异质结构中界面Rashba跃迁与内禀Dresselhaus自旋-轨道耦合的相互作用,发现了具有五种不同陈数的拓扑相(最大陈数为4),并揭示了其反常热霍尔效应及边缘态特性。
2023-09-14 cond-mat.supr-con
Effects of spin orbit coupling in superconducting proximity devices -- application to $\mathrm{CoSi_2 / TiSi_2}$ heterostructures
受$\mathrm{CoSi_2 / TiSi_2}$异质结构中非常规超导性的最新发现的启发,我们研究了界面诱导的Rashba自旋轨道耦合对三端“T”型超导器件电导的影响。我们计算的微分电导,该设备内的准经典形式主义,包括混合的三重态-单重态配对由于Rashba自旋轨道耦合。我们根据Chiu { \it et al.}用于$\mathrm{CoSi_2 / TiSi_2}$异质结构。
2021-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic control of superconducting heterostructures using compensated antiferromagnets
由于在界面处和体中都缺乏净磁化,具有补偿界面的反铁磁体可能看起来不能通过自旋自由度影响相邻超导体中的相变。我们在这里证明,这样的断言是不正确的,通过显示,接近耦合的补偿反铁磁层的超导铁磁异质结构引入了控制超导相变的可能性。超导临界温度实际上可以通过在界面平面内旋转单个铁磁层的磁化强度来调制,尽管在没有反铁磁层的情况下,系统在磁化强度的旋转下是不变的。此外,我们预测超导相变可以触发基态磁化的重取向。我们的结果表明,补偿反铁磁界面实际上是能够区分不同的自旋极化的三重态库珀对。
2021-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity-induced unconventional superconductivity and chiral topological phases in twisted graphene/NbSe$_2$ van der Waals heterostructure
Slovak Academy of Sciences(斯洛伐克科学院);Slovak University of Technology(斯洛伐克工业大学);University of Belgrade(贝尔格莱德大学)
利用Bogoliubov-de Gennes形式,研究扭曲石墨烯/NbSe$_2$范德华异质结构中的近邻诱导非常规超导性,发现丰富的具有非零陈数的手性拓扑超导相图。
2026-06-11 cond-mat.supr-con
Proximity effect and p-wave superconductivity in s-wave superconductor/helimagnet heterostructures
Moscow Institute of Physics and Technology(莫斯科物理技术学院);National Research University Higher School of Economics(国立高等经济大学)
研究s波超导体/螺旋磁体异质结构中的近程效应和p波超导性,揭示传输自旋超流流动与磁体锥形度的关系。
2025-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Triplet superconductivity and proximity effect induced by Bloch and Néel domain walls
在超导体(SC)/铁磁体/SC异质结构中引入的非共线磁性界面允许自旋翻转过程,并且能够在铁磁区域内产生等自旋三重态配对相关。这导致了所谓的远程邻近效应的发生。非共线磁界面的具体例子包括布洛赫和内尔畴壁。在这里,我们提出的结果包含布洛赫和Néel域壁的基础上的自旋相关的Bogoliubov $-$德Gennes方程的自洽的解决方案,在干净的限制异质结构。特别是,我们调查的厚度依赖性的布洛赫和Néel域壁诱导自旋三重态配对的相关性,并与其他实验和理论结果,包括锥形磁性层作为非共线磁界面进行比较。它示出,布洛赫和内尔域壁导致产生的不相等的自旋自旋三重态配对的相关性相似的强度为锥形磁性层。然而,对于特定的异质结构的几何形状的调查,只有布洛赫域壁导致产生的等自旋自旋三重态配对相关。它们比由等效厚度的锥形磁层产生的磁层更强。为了使奈埃尔畴壁诱导等自旋自旋三重态配对关联,它们必须被定向,使得非共线出现在平行于界面区域的平面内。
2015-07-14 cond-mat.supr-con
Probing vortex Majorana fermions and topology in semiconductor-superconductor heterostructures
我们调查的局域态密度,谱函数,和超导对振幅签名的Majorana费米子在铁磁和自旋轨道耦合超导体-超导体异质结构的涡旋芯。我们证明了马约拉纳费米子准粒子动量分布总是在高对称点周围的有限半径上对称分布,从而为低能态成为马约拉纳费米子提供了必要条件。在通过涡核的局域态密度的实空间轮廓中,马约拉纳费米子与其他有限能量涡态一起形成了一个特征性的x形结构,该结构只存在于非平凡拓扑中。此外,我们发现拓扑非平凡相的墨西哥帽能带结构特性转化为多个高强度带边和位于局域态密度中超导能隙上方的涡旋芯态.最后,我们发现奇频配对和马约拉纳费米子的出现之间没有很强的相关性,但奇频配对存在的铁磁性。事实上,我们发现,唯一的涡旋超导对振幅直接相关的任何相变,是某些自旋三重态$p$波配对组件的外观在涡核在前拓扑涡核加宽过渡。
2015-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Skyrmion spin texture in ferromagnetic semiconductor-superconductor heterostructures
我们提供了一个推导的自旋Skyrmion数分类的二维拓扑超导体从铁磁和Rashba自旋轨道耦合超导体异质结构。我们表明,在非平凡的拓扑相,其特征在于一个非零的陈数,总是有一个拓扑自旋纹理的占用带所代表的Skyrmion数。Skyrmion数具有物理直观和使用自旋敏感能带结构成像技术直接测量的优点。此外,我们表明,Skyrmion分类可以扩展到等效的一维拓扑超导体。
2014-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting spin-valve effect in heterostructures with ferromagnetic Heusler alloy layers
本文报道了两种自旋阀阀结构的超导特性的比较分析和理论描述。这两种自旋阀阀结构含有Heusler合金Co $_2$ Cr $_{1-x}$ Fe $_x$ Al $_{y}$作为F1/F2/S结构的两个铁磁(F1或F2)层之一,其中S代表超导Pb层。在我们的实验中,我们使用的Heusler合金层在两个角色:作为一个弱铁磁体的地方的F2层和作为半金属的地方的F1层。在第一种情况下,我们得到了三重态超导自旋阀效应$ΔT_c^{trip}$辅助下的大的普通超导自旋阀效应$ΔT_c$。在第二种情况下,我们观察到一个巨大的震级$ΔT_c^{trip}$达到0.5 K。附录中给出了基于Usadel方程解的基础理论,该方程采用Kupriyanov-Lukichev边界条件,所有层具有任意材料参数,所有界面具有任意边界参数。我们发现我们的实验数据和理论结果之间有很好的一致性。
2019-11-22 cond-mat.supr-con
Unconventional interfacial superconductivity in epitaxial Bi/Ni heterostructures
超导现象是自然界中最令人感兴趣的物理现象之一。长期以来,SC的成核一直被认为是非常不利的,如果不是不可能的铁磁性附近,在低维,最重要的是,在非超导体。在这里,我们报告的SC与TC近4 K的Ni/Bi双层,无视所有已知的超导范例,既不是铁磁Ni膜,也不是菱面体Bi膜超导隔离观察。这种极不寻常的SC与生长顺序(Ni/Bi或Bi/Ni)无关,但对组成层厚度高度敏感。最重要的是,SC,独特的非S配对,是触发,但不发生在,Bi/Ni界面。使用点接触Andreev反射,我们证明了独特的SC,自然兼容的磁性,是三重p波配对的证据。这一新的启示可能会导致非常规的途径,探索新的SC超导自旋电子学的应用。
2015-04-19 cond-mat.supr-con
Distinguishing between topological Majorana and trivial zero modes via transport and shot noise study in an altermagnet heterostructure
研究一维半导体/altermagnet/超导异质结中MZMs与AZMs的输运与散粒噪声特征,发现MZMs零偏压电导量子化且低温散粒噪声为负,而AZMs呈非量子化且噪声发生正负转变,从而有效区分拓扑与非拓扑零模式。
2025-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quasiclassical theory of magnetoelectric effects in superconducting heterostructures in the presence of the spin-orbit coupling
为了定量描述混合超导系统中存在自旋轨道耦合时的磁电效应和邻近诱导的三重态关联,推广了格林函数方程(Eilenberger方程)形式的准经典理论.在自旋-轨道耦合相对于费米能较弱,但大大超过超导能标的条件下,该形式是有效的。在此基础上,证明了在自旋-轨道耦合的正常金属中,三重态关联可以在没有任何交换或外加磁场的情况下通过接近单重态超导体而产生.它们包含一个奇数频率的偶数动量分量,这是稳定的无序。邻近诱导的三重态关联的值为$Δ_{so}/\varepsilon_F$的量级,这在标准准经典近似的框架中是不存在的,但可以用我们的理论来描述。计算了超导体/Rashba金属/超导体结中约瑟夫森电流引起的自旋极化。
2017-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity-induced superconductivity and emerging topological phases in altermagnet-based heterostructures
Institute of Physics(印度物理研究所);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立研究所);Physical Research Laboratory(物理研究实验室)
本文研究altmagnet-超导体异质结构中近邻诱导超导效应,通过自能有效哈密顿量分析,发现偶极子单重态和三重态配对,引入Rashba自旋轨道耦合后,揭示弱和强拓扑超导相的出现。
2026-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin supercurrent in superconductor/ferromagnet van-der-Waals heterostructures
本研究针对范德华超导体及S/F异质结构中的无耗散自旋输运问题,揭示Ising型自旋轨道耦合与塞曼场共同作用产生非幺正超导三重态关联以承载自旋流的机制,发现其整流效应及S/F结构中自旋流的栅压可控性。
2024-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con