Origin of the Inverse Spin Switch Effect in Superconducting Spin Valves
铁磁体/超导体/铁磁体（F/S/F）自旋阀在其超导转变温度$T_c$附近的电阻取决于F层的磁化状态。这种现象被称为自旋开关效应（SSE），其本身表现为F层的平行（$R_P$）和反平行（$R_{AP}$）配置之间的电阻差。在不同的超导自旋阀系统中都观察到了标准（$R_{P}>R_{AP}$）和逆（$R_{P}<R_{AP}$）SSE，但逆SSE的起源还不清楚。本文报道了在Ni $_{81}$ Fe $_{19}$ /Nb/Ni $_{81}$ Fe $_{19}$ /Ir $_{25}$ Mn $_{75}$自旋阀中观察到的标准和逆SSE共存现象。我们的测量结果表明，逆SSE来自于F层中静磁耦合Néel畴壁对的杂散磁场诱导的耗散涡旋流。
2009-02-28 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
Superconducting spin valves based on a single spiral magnetic layer
本文对超导自旋三重态阀进行了详细的研究。这种自旋阀由覆盖具有内在螺旋磁序的金属的超导膜组成，这可能是由于竞争的各向同性交换，或者如果晶格打破中心对称，则是由于不对称的Dzyaloshinskiii-Moriya交换。根据各向异性，这种金属可以将其磁化从螺旋改变为均匀顺序，如Ho和Er中所见，或者在螺旋本身的方向上改变，如B20型结构的晶体（例如MnSi、（Fe，Co）Si、FeGe等）中。非均匀磁序控制了长程三重态超导关联在强交换场中的出现，影响了邻近效应的细节特征。我们表明，磁控制的自旋阀的行为也可以从适度低的交换场（通常与可忽略的长程三重态相关），由于取向相关的平均机制的磁不均匀性的规模上的库珀对。我们的数值计算表明，自旋阀效应实际上是放大适度低交换场，当交换分裂的螺旋磁铁是可比的超导能隙，和螺旋周期小于或等于超导相干长度乘以$2π$的磁铁。
2022-09-29 cond-mat.supr-con
Phase-coherent thermoelectricity and non-equilibrium Josephson current in Andreev interferometers
我们发展了一个详细的理论，描述了非平衡效应和长程量子相干性在超导混合纳米结构暴露于温度梯度之间的非平凡的相互作用。我们建立了热电效应和约瑟夫森效应之间的直接关系，在这样的结构，并表明，在温度超过我们的设备的无功能量相位相干热电信号和超导可能会强烈增强，由于非平衡低能量准粒子在系统中传播，没有任何显着的相位弛豫。通过施加温度梯度，可以驱动系统进入非常明显的$π$结状态，从而为Andreev干涉仪的应用创造新的机会。
2021-02-01 cond-mat.supr-con
Electrical control of superconducting spin valves using ferromagnetic helices
本研究基于 Usadel 方程自洽分析铁磁螺旋的曲率与扭转对邻近耦合超导体的调制，并提出借助压电致动器以电学方式调节螺距，从而控制超导转变、实现超导自旋阀。
2024-07-30 cond-mat.supr-con
Crossed Andreev reflection in superconducting graphene spin-valves: Spin-switch effect
研究了石墨烯超导自旋阀的非局域量子输运性质。它示出，一个可以创建一个自旋开关效应之间的完美的弹性共隧穿（CT）和完美的交叉Andreev反射（CAR）的所有偏置电压在低能量制度通过反转的磁化方向在一个铁磁层。这种机会的出现是由于将石墨烯中的局部费米能级调整到相当于弱磁交换分裂的值的可能性，从而将少数自旋的费米表面减少到单个点并使石墨烯成为半金属。这种效应在传统的金属自旋阀装置中是无法实现的，其中来自CT和CAR的贡献倾向于彼此抵消，并且需要噪声测量来区分这些过程。
2009-06-19 cond-mat.supr-con
Spin-Valve Effect of the Spin Accumulation Resistance in a Double Ferromagnet - Superconductor Junction
我们测量了铁磁-超导纳米结构的输运性质，其中两个超导铝（Al）电极通过两个铁磁铁（Fe）椭球并联连接。我们发现，在Al的超导临界温度以下，电阻取决于铁磁体的磁化相对取向。这种自旋阀效应分析的自旋积累的超导电极提交的逆邻近效应。
2009-05-03 cond-mat.supr-con
Vortex spin-valve on a topological insulator
自旋阀结构通常与改变电流电阻的能力有关。我们在这里展示了自旋阀的一种截然不同的效应。结合拓扑绝缘体和超导材料，我们证明了自旋阀可以用来切换量子涡旋的存在和不存在。在反平行结构中，自旋阀引起超导涡旋成核。然而，在平行配置中，没有涡流出现。这种开关效应提出了一种控制量子涡旋的新方法。
2018-06-13 cond-mat.supr-con
Increasing the performance of the superconducting spin valve using a Heusler alloy
我们研究了自旋阀薄膜异质结构CoO $_x$ /F1/Cu/F2/Cu/Pb的超导特性，其中F1层是由坡莫合金制成的，而F2层是由Heusler合金Co $_2$ Cr $_{1-x}$ Fe $_x$ Al制成的，导带具有小的自旋极化。该异质结构表现出显著的超导自旋阀效应，即通过操纵F1和F2层的磁化的相互取向来完全接通和切断流过系统的超导电流。与先前研究的类似多层膜相比，F2层由强铁磁体Fe制成，其效果的大小增加了一倍。理论分析表明，开关效应的急剧增强是由于来自Heusler膜的异质结中的交换场比Fe小。这使得能够接近具有$\sim 1$ 1，nm的F2层厚度的基于Heusler的多层中的开关的几乎理想的理论幅度。
2018-09-04 cond-mat.supr-con
Bias current dependence of superconducting transition temperature in superconducting spin valve nanowires
在铁磁体（F）和超导体（S）之间的界面处，超导和铁磁有序之间的竞争引起了几种邻近效应，例如奇三重态超导和自旋极化超电流。S/F邻近效应的一个突出例子是在S/F/N/F超导自旋阀多层膜中观察到的自旋开关效应（SSE），其中超导转变温度T $_c$由被金属间隔物N分隔的F层的磁矩之间的角度$ϕ$控制。在这里，我们提出了一个实验研究的SSE在Nb/Co/Cu/Co/CoO $_x$纳米线测量作为偏置电流的函数，在该层的平面流动。这些测量揭示了T $_c(ϕ)$对偏置电流的意外依赖性：T $_c(π)$ -T $_c(0)$随着电流偏置的增加而改变符号。我们属性的起源，这种偏置依赖的SSE的自旋霍尔电流垂直流动的平面的多层，这抑制T $_c$的多层。SSE的偏置依赖性对于混合F/S器件（诸如用于超导计算机的低温存储器中的那些）可能是重要的，因为器件尺寸被按比例缩小到纳米长度尺度。
2019-11-26 cond-mat.supr-con
The role of canting and depleted-triplet minima in superconducting spin valve structures
重新审视了三层和五层自旋阀结构，以确定当磁性层以任意角度倾斜时的对关联和约瑟夫森电流的行为。这两个系统在中心磁性层显示出明显不同的行为。虽然三层产生的三重态分量是微弱的倾斜的影响，五层调谐单重态对相关性严重依赖于倾斜。我们还表明，耗尽$m=\pm1$三重态组件，而不是$0-π$过渡的最小值，可以观察到在当前配置文件$I_c(d_F)$的三层自旋阀。耗尽三重态最小值（DTM）是直接归因于随着中心铁磁体厚度的增加，$m=\pm1$三重态相关性降低，伴随着隐藏的，同时从左和右超导体贡献的Gor'kov函数的符号变化。我们介绍了一个玩具模型超导磁邻近系统，以更好地照亮的行为的各个组件的Gor'kov函数和比较完整的数值计算。
2018-02-22 cond-mat.supr-con
Expanding the operational temperature window of a superconducting spin valve
本文通过在超导自旋阀（SSV）的F1和F2层采用可调磁性的Heusler合金Co₂Cr₁₋ₓFeₓAlᵧ，结合Pb超导层，增强了超导凝聚体的长程三重态分量生成，实现超1 K的三重态自旋阀效应及0.6 K的工作温度窗口，提升了SSV效率。
2024-11-26 cond-mat.supr-con
Superconducting switching due to triplet component in the Pb/Cu/Ni/Cu/Co$_2$Cr$_{1-x}$Fe$_x$Al$_y$ spin-valve structure
本文报道了Co $_2$ Cr $_{1-x}$ Fe $_x$ Al $_y$ /Cu/Ni/Cu/Pb自旋阀结构的超导性能，该结构的磁性部分由具有导带高自旋极化度（DSP）的Heusler合金层HA = Co $_2$ Cr $_{1-x}$ Fe $_x$ Al $_y$和厚度可变的Ni层组成。我们得到，测量的HA和Ni层的磁化的平行（$α= 0^\circ$）和垂直（$α= 90^\circ$）取向的超导转变曲线之间的分离达到0.5 K（$α$是两个铁磁层的磁化之间的角度）。对于所有研究的样品的超导转变温度$T_c$对$α$的依赖性表明，在附近的垂直配置的磁化深的最小值。这表明所观察到的自旋阀的最小值和相应的完全开关效应是由多层中的超导冷凝物的长程三重态分量引起的。这种大的效应可以归因于HA层的半金属性质，其在正交配置中有效地从HA层和Ni层之间的空间抽出自旋极化的库珀对。我们的结果表明，最近由A。Singh等人，Phys. Rev. X 5，021019（2015）中所描述的方法来实现开关效应的大值。
2019-07-30 cond-mat.supr-con
Electromagnetic proximity effect controlled by spin-triplet correlations in superconducting spin-valve structures
在磁矩非共线织构的存在下，超导自旋阀结构中的自旋-三重态关联强烈地增强了电磁邻近效应，即. e.从铁磁体（F）到超导层（S）的磁场的长距离泄漏。根据Usadel和Eilenberger的理论，分别研究了脏极限和净极限。我们的研究结果提出了一个自然的解释，令人费解的增强自发磁场诱导的非共线磁结构所观察到的μ子自旋旋转技术在一个广泛的类分层S/F系统。我们证明了电磁邻近效应使超导电极被铁磁层覆盖的约瑟夫森结中临界电流的夫琅和费依赖性随外磁场的变化发生了变化。这为测量超导体中感应的自发磁场的大小和方向提供了另一种方法。我们还论证了F $_1$ /S/F $_2$结构中磁态的长程超导控制的可能性。
2019-08-16 cond-mat.supr-con
Phase-tunable thermoelectricity in a Josephson junction
超导隧道结是构成超导量子线路的基本单元，在量子传感和量子计算中有着广泛的应用。在以前的工作中，我们预测了在电子-空穴对称系统中存在非线性热电效应，即在两个不同超导体之间的热偏置隧道结中，约瑟夫森效应被抑制。在本文中，我们研究的相位相干贡献的热电效应的影响，通过调整的约瑟夫森耦合的大小改变磁通的直流超导量子干涉器件（dc-SQUID）。对于抑制约瑟夫森耦合，系统产生有限的平均热电信号，结合到振荡由于标准的交流约瑟夫森现象。在大的约瑟夫森耦合，热电感应振荡行为与零平均值的电流/电压的振幅和频率相关联的约瑟夫森耦合强度，并最终调谐的dc-SQUID的磁通量。总之，我们证明了能够控制的动力学自发破缺的电子空穴对称性。此外，我们计算如何施加到dc-SQUID和电路的集总元件的通量确定整个结构的热电信号的频率，我们设想一个频率调制应用。
2020-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Modelling the processes of atom structure formation of a superconducting spin valve
本文认为模拟的多层纳米复合材料的形成，其中的元素的组合引起的自旋阀的效果。介绍了这些效应在自旋电子学及相关材料和器件领域中的重要性。多层纳米复合材料的各个层的组成和原子结构，以及纳米复合材料层的界面的组成和形态是研究的对象。作为样品，分析了具有由多于20个铌和钴的交替层组成的周期性超导体-铁磁结构的样品。沉积过程在深真空条件下进行。采用改进的浸没原子势方法，采用分子动力学方法进行了模拟。层的形成以stacionar模式进行。
2022-04-25 cond-mat.supr-con
Boosting the superconducting spin valve effect in a metallic superconductor/ferromagnet heterostructure
基于超导体/铁磁体邻近效应的超导自旋阀是超导自旋电子学的一个重要研究领域。在这里，我们展示了超导层的形态在多层S/F1/F2自旋阀的操作中的关键作用。我们研究了两种类型的超导自旋阀异质结构，粗糙和光滑的超导层，使用透射电子显微镜结合运输和磁性表征。我们发现，S/F界面的质量是不关键的S/F邻近效应，至于抑制的临界温度的S层。然而，它在S/F1/F2自旋阀的性能中显得至关重要。当S层的形貌从重叠岛的形式变为光滑的情况时，常规超导自旋阀效应的幅度显著增加。我们把这种戏剧性的效果归因于超导冷凝物的格林函数的均匀化在S/F1/F2阀的S/F界面与光滑表面的S层。
2016-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting spin valve effect in the Co/Pb/Co heterostructure with insulating interlayers
本文研究了界面被故意氧化的Co/Pb/Co异质结构，发现其仍表现出显著的完全超导自旋阀效应，Tc偏移达0.2 K，验证了早期未确认结果并提出了优化超导自旋阀的新途径。
2024-05-17 cond-mat.supr-con
Spin-Transfer Torque and Magnetoresistance in Superconducting Spin-Valves
我们研究了铁磁$\mid$超导体$\mid$铁磁自旋阀的自旋转移矩和磁阻，考虑了任意的磁化方向差，并处理了超导体的s波和d波对称性。我们充分考虑了Andreev反射，也自旋三重态的相关性时产生的磁化是非共线的。结果表明，当界面处存在拓扑零能态时，转矩和磁电阻都得到了显著的增强，这与d波超导体相对于界面的晶向为[110]（$d_{xy}$波对称）的情况相同.此外，我们还发现磁电阻随$d_S/ξ$的变化呈现出强烈的振荡和非单调行为，其中$d_S$和$ξ$分别是超导区的层间宽度和超导相干长度.该特征也归因于从尺寸为$d_S\sim 2ξ$的层到尺寸为$d_S\gg 2ξ$的层的交叉，其中对来自零能态的输运的贡献逐渐消失。
2009-05-19 cond-mat.supr-con
Controlled suppression of superconductivity by the generation of polarized Cooper pairs in spin valve structures
输运测量薄膜超导自旋阀系统，其中两个铁磁Co层的受控非共线布置可以用来影响Nb的超导状态。我们观察到一个非常明显的振荡的超导转变温度与两个铁磁层的相对取向。我们的测量使我们能够区分域平均，杂散偶极场和超导自旋三重态的形成之间的竞争影响。域平均显示导致弱增强的反平行配置的交换场的转变温度，而更大的变化被观察到其他配置，这可以归因于排水电流由于自旋三重态的形成。
2014-04-23 cond-mat.supr-con
Thermoelectricity and electronic correlations enhancement in FeS by slight Se substitution
我们报道了FeS $_{1-x}$ Se $_x$（$x$ = 0，0.06）超导单晶的热电研究，该超导单晶具有高的不可逆场和临界电流密度$J_c$，可与具有高得多的超导临界温度的材料（$T_c$ 's）相媲美。$T_c$与费米温度$T_F$的比值非常小，表明电子关联很弱。在FeS中的硫位上有少量的硒取代，$T_c$ / $T_F$和有效质量$m^*$都显著增加，这意味着体导电态的电子相关性增加。第一性原理计算表明，与FeS相比，FeS $_{0.94}$ Se $_{0.06}$的费米能级上的态密度增加，这不仅与Fe有关，而且与硫属元素衍生的电子态有关.
2022-02-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Half-Metallic Superconducting Triplet Spin Valve
我们从理论上研究了一个有限尺寸的$SF_1NF_2$自旋阀，其中一个普通金属（$N$）插入物将薄的标准铁磁体（$F_1$）和厚的半金属铁磁体（$F_2$）分开。对于接近相干长度$ξ_0$的足够薄的超导体（$S$）宽度，我们发现铁磁体中的相对磁化取向的变化可以导致转变温度$T_c$的显著变化，这与实验[Singh等人，Rev. X 5，021019（2015）]。我们的结果表明，在良好的协议与实验中，变化是最大的情况下，$F_2$是在一个半金属相，从而支持只有一个自旋方向。为了查明这种强自旋阀效应的起源，使用自洽显微技术计算了等自旋$f_1$和反自旋$f_0$三重态关联。我们发现当$F_1$的磁化强度稍微偏离平面时，$f_1$分量可以成为超导体中的主要三重态分量。两个铁磁体之间的耦合进行了讨论，在系统中存在的基本自旋电流。我们更进一步，并表明，零能量峰值的局域态密度探测的$S$侧的阀门可以是另一个签名的超导三重态相关的存在。我们的研究结果表明，足够薄的$S$层，在$S$侧的零能量峰可以大于其对应的$F_2$侧。
2016-07-13 cond-mat.supr-con
A superconducting absolute spin valve
具有自旋分裂激发谱的超导体在隧道结中表现为理想的铁磁自旋注入器。理论预测，两个自旋分裂超导体的组合具有独立可调的磁化强度，可以用作理想的$absolute$自旋阀。在这里，我们报告的第一个开关超导自旋阀的基础上，两个EuS/Al双层耦合通过氧化铝隧道势垒。自旋阀显示了EuS层的平行和反平行配置之间的相对电阻变化高达900%，这表明通过结的高度自旋极化电流。我们的装置可能是关键的实现热电辐射探测器，逻辑元件的存储单元在低温超导计算机和超导自旋电子学一般。
2018-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting double spin valve with extraordinary large tunable magnetoresistance
提出了一种超导双自旋阀器件。它的操作利用了铁磁绝缘体的自旋过滤效应和超导诱导的非平衡输运之间的相互作用。根据非平衡的程度，超大隧道磁阻高达10^2...对于实际材料参数，可以获得10^6%，并且在适当的电压偏置和温度下，可以在几个数量级上调谐。进一步讨论了这种设置的低温应用的相关性。
2009-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting spin valve effect in Fe/Si$_3$N$_4$/Pb/Si$_3$N$_4$/Fe heterostructures
本文研究Fe/Si$_3$N$_4$/Pb/Si$_3$N$_4$/Fe超导自旋阀，通过优化超导层与绝缘层厚度实现正常态和超导态的完全磁控切换，最大效应达0.36 K。
2025-10-21 cond-mat.supr-con
Remotely induced magnetism in a normal metal using a superconducting spin-valve
超导自旋电子学是近十年来出现的一个有前途的新领域，它试图通过利用超导库珀对的内部自旋结构作为一个新的自由度，为纳米电子学开辟一个新的维度。它的基本构建块是具有相等排列的自旋的自旋三重态库珀对，这是由传统超导体与具有不均匀宏观磁化的铁磁材料的接近所促进的。使用低能量μ子自旋旋转实验，我们发现了一个完全出乎意料的新效应：在非磁性金属（金）的薄层中出现磁化，通过50 nm厚的Nb超导层与铁磁双层分离。该效应可以通过温度或通过使用磁场来控制远程铁磁元件的状态来控制，并且可以用作基于库珀对的自旋的新一代量子干涉器件的基本构建块。
2015-05-13 cond-mat.supr-con
Controllable 0-pi Josephson junctions containing a ferromagnetic spin valve
超导性和铁磁性是对立的有序形式，很少共存。然而，在混合超导/铁磁系统中出现了许多有趣的新现象。例如，包含铁磁材料的约瑟夫森结对于材料的某些厚度可以在其基态中表现出π的本征相移。这种“π结”在2001年首次通过实验实现，并已被提议作为高速经典超导计算和量子计算的电路元件。在这里，我们证明了实验的相位状态的约瑟夫森结包含两个铁磁层可以在0和π之间切换通过改变两个磁化的相对取向。这些可控的0-π结在低温存储器中有直接的应用，在那里它们作为超低功率超导计算机的必要组件。这样一台完全超导的计算机估计比目前基于超导体的超级计算机节能几个数量级。相位可控结也为超导电路元件开辟了新的可能性，例如超导“可编程逻辑”，它们可以在超导模拟器中运行到现场可编程门阵列。
2015-09-17 cond-mat.supr-con
Meissner Effect Probing of Odd-Frequency Triplet Pairing in Superconducting Spin Valves
超导关联是磁性系统中的长程关联，由于其自旋极化特性和在自旋电子学器件中的潜在应用而引起人们的广泛关注。虽然实验已经证明这种相关性的缓慢衰减，但事实证明，更难获得其奇频特征的确凿特征，这是例如其无间隙行为的原因。我们在这里证明，一个正常的金属与超导自旋阀接触的磁化率响应正好提供了这个签名，即在一个异常的“积极的”迈斯纳效应的形式，可以调谐回一个传统的“消极的”迈斯纳响应简单地通过改变自旋阀的磁化结构。
2014-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Huge nonequilibrium magnetoresistance in hybrid superconducting spin valves
提出了一种铁磁-超导混合自旋阀。它的运作依赖于超导体中的非平衡输运和邻近诱导的交换耦合之间的相互作用。在适当的偏置电压下，合适的铁磁-超导体组合可以获得高达10^6%的巨大隧道磁电阻值。该结构的可控自旋过滤器性质与其固有的简单性相结合，使这种设置有吸引力的低温自旋电子应用，降低功耗是一个额外的要求。
2006-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Stray field and superconducting surface spin valve effect in La$_{0.7}$Ca$_{0.3}$MnO$_3$/YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-δ}$ bilayers
在低于超导转变温度下，对La $_{0.7}$ Ca $_{0.3}$ MnO $_3$ /YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{7-δ}$（LCMO/YBCO）双层膜的电子输运和磁化强度进行了测量，以研究磁性和超导电性之间的相互作用.这项研究表明，大量的弱钉扎涡诱导在YBCO层中的畴壁的大面外杂散场。它们的运动在矫顽场产生大的耗散峰。角相关磁阻（MR）的数据揭示了存在于LCMO层中的条纹畴结构和由面外杂散场在YBCO层中诱导的涡旋和反涡旋之间的相互作用。此外，这项研究表明，超导表面自旋阀效应是存在于这些双层作为在LCMO/YBCO界面的磁化强度和磁化强度之间的相对取向的LCMO层的内部，可以通过一个小的$H$的旋转调谐的结果。后一发现将促进磁阻存储器件的发展。此外，这些低磁场MR数据表明，在LCMO层中诱导三重态超导性，这与最近报道的LCMO/YBCO/LCMO三层和LCMO/YBCO双层中的三重态超导性一致。
2011-03-08 cond-mat.supr-con
Probing the exchange field of a quantum-dot spin valve by a superconducting lead
量子点自旋阀由一个单能级量子点耦合到两个磁化指向任意方向的铁磁引线组成，其中的电子经历库仑相互作用和量子涨落的相互作用在量子点上感应的交换场。我们表明，第三，超导导线与大超导能隙连接到点探头这个交换场非常灵敏。特别是，我们发现惊人的签名交换场的对称分量的超电流相对于偏置电压之间施加的铁磁体已经为小值的铁磁体的自旋极化。
2010-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Crossover between standard and inverse spin-valve effect in atomically thin superconductor/half-metal structures
由两个具有相反自旋的电子组成的自旋单态库珀对不能直接从超导体穿透到半金属（完全自旋极化的铁磁体），这阻碍了这些材料之间的超导邻近效应。在本文中，我们证明，然而，两个半金属层电耦合到超导薄膜的实质上影响其临界温度，并产生自旋阀效应。在原子薄的多层自旋阀的紧束缚模型，我们表明，依赖于半金属中的电子能谱的细节的临界温度作为半金属中的自旋量子化轴之间的角度的函数可以单调增加或减少。这一发现突出了能带结构细节在半金属邻近效应中的关键作用，而这在准经典理论中是不能充分处理的。
2019-09-01 cond-mat.supr-con
Magnetism induced by nonlocal spin-entangled electrons in a superconducting spin-valve
传统观点认为，超导区出现的磁矩是由非共线磁化的超导体（$S$）铁磁体（$F$）异质结中的等自旋三重态超导关联引起的。在本文中，我们表示，在$NSF_1F_2$（$N$ -正常金属）自旋阀结构中，在$S$和$N$区域中出现的感生磁矩也可以通过库珀对分裂产生：一个电子相干地从$S$层隧穿到$F_1$层中，另一个电子留在$S$层中或隧穿到$N$层中。两个电子在空间上彼此分离，但它们的总自旋基态在这个过程中纠缠。相反，由等自旋三重态关联引起的磁矩几乎不从$S$层穿透到$N$层中。特别地，通过调节交换场的大小和$F_1$层的厚度，可以控制$N$层中感应磁矩的方向。这一有趣的现象可以归因于自旋纠缠电子产生的相移。我们的理论建议将提供一种有效的方法来控制非局域电子的纠缠，也可以为以前和最近的实验观察提供可能的解释[Stamopoulos et al 2005 Phys. Rev. B 72 212514; Ovsyannikov et al 2016 J. Exp. Theor. 122 738; Flokstra等人2016 Nat.Phys.12 57]。
2019-01-12 cond-mat.supr-con
Spin-flip Enhanced Thermoelectricity in Superconductor-Ferromagnet Bilayers
利用格林函数方法研究了超导体（S）中自旋分裂和自旋翻转散射对金属铁磁体（F）隧穿接触热电性质的影响。在这种结构中，理论上预测和实验上观察到了巨大的热电势。这归因于S/F异质结构中隧穿态密度的自旋相关的粒子-空穴不对称性。在这里，我们评估的S密度的状态和热电势的温度范围内，塞曼分裂，自旋翻转散射。与基于自旋翻转散射对库珀配对的负面影响的天真期望相反，我们发现自旋翻转散射强烈地增强了系统在低场和低温区的热电性能。这是由于自旋相关的超导带隙的软化引起的电荷和自旋电导之间的复杂相互作用。热电势的最大值超过$k_{B}/e$的一个因素的$\approx$ 5，并有一个非单调依赖于自旋分裂和自旋翻转率。
2018-08-17 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
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
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
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
Nb/CuNi Sandwiches as Superconducting Spin-Valve Core Structures
我们已经研究了CuNi/Nb/CuNi三层，因为最近已经被用作自旋阀类器件的核心结构[J. Y. Gu等人，物理修订版信函89，267001（2002）]来研究CuNi层的磁结构对超导Nb的临界温度Tc的影响。在复制了几mK的Tc位移后，我们继续探索该结构的性能极限。结果表明，我们发现的Tc位移非常接近这种特殊材料系统的基本极限。超导体的厚度与相干长度之比和界面透明性是限制Tc漂移的主要因素。
2005-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Peculiarities of performance of the spin valve for the superconducting current
研究了CoO_x/Fe 1/Cu/Fe 2/Cu/Pb多层膜中基于超导体/铁磁邻近效应的超导电流自旋阀效应。测量了不同厚度Fe_1层d_{Fe1}的$ΔT_c$ = T_c ^{AP} - T_c^{P}效应的大小，其中T_c^{P}和T_c^{AP}分别是平行（P）和反平行（AP）磁化方向的超导转变温度。所获得的效果对d_{Fe1}的依赖性表明，$ΔT_c$可以增加的情况下相比，由以前的理论考虑的半无限Fe 1层。自旋阀效应的最大值出现在d_{Fe1} ~ d_{Fe2}。在d_{Fe1}的最佳值下，当将铁层Fe 1和Fe 2的磁化的相互取向从P改变到AP时，证明了从正常状态到超导状态的几乎完全切换。
2013-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Interference Effects of the Superconducting Pairing Wave Function due to the Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov like State in Ferromagnet/Superconductor Bilayers
在铁磁（F）和超导（S）双层纳米结构材料中建立类Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov态的理论描述导致了临界温度振荡和随着F层厚度的逐渐增加的重入超导性。这些现象的实验实现是制备铁磁体/超导体/铁磁体芯结构超导自旋阀的重要前提。只有在F/S双层以及S/F双层中观察到这种非单调临界温度行为时，才能预期自旋阀的切换，可以认为自旋阀芯结构由它们的组合组成。在我们以前的研究中，我们可以证明S/F双层中临界温度所需的非单调行为。在这项研究中，我们成功地制备了F/S双层，超导材料现在生长在铁磁金属的顶部，它显示出作为铁磁层厚度的函数的深临界温度振荡，以及超导电性的消光和恢复，即重入行为。特别是，后者是必要的，以获得一个大的临界温度之间的F层的平行和反平行的磁化配置移动的自旋阀。
2011-09-13 cond-mat.supr-con
Gate-Tunable Superconducting Spin Valve in a van der Waals Ferromagnet/Superconductor/Ferromagnet Trilayer
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）
理论证明在范德华铁磁/超导/铁磁三层结构中，通过静电门控调节铁磁层化学势，可实现标准、逆和三重态（非单调）超导自旋阀效应的连续调谐，并揭示门控导致非常规超导序参量温度依赖及超导自旋电子学多功能平台。
2026-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A superconducting nonlinear thermoelectric heat engine
在以前的工作中，我们预测，在适当的条件下，两个不同的超导体之间的热偏置隧道结可以显示在温度梯度的热电效应的非线性性质。在这项工作中，我们给出了一个更广泛的讨论，我们专注于非线性贡献的两个主要特征：i）的$linear-in-bias$热电，可以与电子空穴对称性的自发破缺，ii）在匹配峰奇异性，这是典型的最大输出功率和效率的强贡献。我们讨论了热电性的非线性起源及其与文献中讨论过的超导结非线性冷却机制的关系。最后，我们设计和表征的性能的系统作为一个热机，一个现实的设计和实验参数值。我们讨论了可能的非理想性，表明该系统是适合目前的实验实现。
2020-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum Bipolar Thermoelectricity
Istituto Nanoscienze-CNR（纳米科学研究所-国家研究委员会）；Scuola Normale Superiore（比萨高等师范学院）；Institute for Quantum Studies, Chapman University（查普曼大学量子研究中心）
本研究揭示超导S-I-S'隧道结的纯量子双极热电机制，分析两种典型环境下塞贝克系数可达100 μV/K，为电磁模式光谱传感及低温热电器件设计提供新方向。
2026-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Anti-Lenz Supercurrents in Superconducting Spin Valves
在这里，研究了Si（111）/Ta（$150$）/IrMn（$150$）/NiFe（$50$）/铌（$x$）/NiFe（$50$）/\-Ta（$50$）和Si（111）/Ta（$150$）/NiFe（$50$）/\-Nb（$x$）/\-NiFe（$50$）/\-IrMn（$150$）/\-Ta（$50$）自旋阀，具有$x=100$到$500$的双折射率。对于两个样品族，在Nb层的特定临界厚度以上和$T_c$以下，超导Nb层对磁化强度有很大贡献。这些系统在超导层的磁化中显示出异常的磁滞回线;磁滞回线类似于通常从硬超导体和许多超导体/铁磁体混合系统中预期的磁滞回线，但是磁滞回线的方向与通常观察到的磁滞回线的方向相反（顺磁向上扫描场和反磁向下扫描场）。这意味着相应的样品表现出磁化，这与从Lenz规则所预期的相反。
2017-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Isolation of proximity-induced triplet pairing channel in a superconductor/ferromagnet spin valve
本文研究了$_x$ /Py 1/Cu/Py 2/Cu/Pb自旋阀结构（其中Py = Ni $_{0.81}$ Fe $_{0.19}$）中的邻近诱导超导三重态配对。通过优化该结构的参数，我们发现了一个三重态通道辅助的正常态和超导态之间的完全切换。为了观察“孤立的”三重态自旋阀效应，我们利用了普通自旋阀效应$ΔT_c$的幅度随Py 2层厚度$d_{Py2}$变化的振荡特性。我们确定了$d_{Py2}$的值，在该值下，由普通自旋阀效应引起的$ΔT_c$（Py 1和Py 2层的反平行和平行相互磁化取向之间的超导转变温度$T_c$的差异）被抑制。对于这样的样品的“纯”三重态自旋阀效应，导致在$T_c$的最小值在正交配置的磁化已被观察到。
2016-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Domain - wall - induced magnetoresistance in pseudo spin-valve/superconductor hybrid structures
本文研究了Co/Cu/Py/Nb赝自旋阀结构中磁性与超导电性的相互作用。我们能够控制磁化反转过程，并监测它的巨磁阻效应在运输测量的手段。通过将超导Nb膜放置在坡莫合金（Py）电极的顶部而不是将其放置在两个铁磁体之间，我们最小化了自旋散射或自旋积累对Nb输运性质的影响。磁输运数据揭示了明确的证据表明，在伪自旋阀的畴壁（DW）的杂散场的影响新兴的超导性接近转变温度的峰状功能的磁阻特性的发生。直接比较与磁测量数据表明，电阻峰值正好发生在磁化反转场的Co和Py层，其中DW产生。对于温度附近的超导转变的DW-诱导的磁阻的幅度随温度的降低而增加，达到的值远远超出了我们的结构在正常状态下的巨磁阻响应的大小。
2012-02-03 cond-mat.supr-con
Phase-control of bipolar thermoelectricity in Josephson tunnel junctions
不久以前，人们认为超导体中的热电性只有在明确打破粒子-空穴对称性的情况下才有可能。最近，理论上已经预测，超导隧道结可以发展双极热电现象，在存在一个大的热梯度，由于非平衡自发PH对称性破缺。第一个热电约瑟夫森发动机的实验实现随后。在这里，我们给出了一个更广泛的讨论，并集中在热电调制的库珀对运输双环SQUID的约瑟夫森贡献的影响。当库珀对电流在准粒子电流上占优势时，约瑟夫森贡献使结短路，从而屏蔽热电效应。我们证明，热电发电由于纯准粒子运输是相位无关的，一旦约瑟夫森贡献是适当地从净电流测量。同时，我们研究了一个额外的亚稳态V \simeq 0确定的约瑟夫森耦合的存在下，这特别修改我们的热电发动机实现的滞后行为。最后，我们还讨论了多个热电元件的存在如何影响电流-电压特性，从而提高所产生的输出功率。
2022-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting spin valve as a sensitive probe of spin-orbit coupling anisotropy
University of Regensburg（雷根斯堡大学）；Universidad Complutense de Madrid（马德里康普顿斯大学）；Halle-Berlin-Regensburg Cluster of Excellence CCE, University of Regensburg（哈雷-柏林-雷根斯堡卓越集群CCE，雷根斯堡大学）
本研究通过Fe/MgO/V/MgO/Fe/Co结的电导各向异性实验，结合理论模型，实现了对Rashba和Dresselhaus SOC的区分，发现D-SOC占5%，为超导自旋电子学提供了界面SOC隔离方法。
2026-09-25 cond-mat.supr-con
Superconducting triplet spin valve
本文研究了SFF三层（S是单重态超导体，F是铁磁金属）的临界温度T_c，其中长程三重态超导分量是在F层的非共线磁化下产生的。我们证明了T_c可以是两个F层磁化强度之间夹角α的非单调函数。最小值在中间α处实现，位于平行（P，α=0）和反平行（AP，α=π）情况之间。这暗示了“三重态”自旋阀效应的可能性：当温度高于最小T_c^{Tr}但低于T_c^{P}和T_c^{AP}时，系统仅在共线取向附近超导。在一定的参数下，我们预测了重入T_c（α）行为。同时，在只考虑P和AP方向的情况下，我们发现“标准”（T_c^{P} < T_c^{AP}）和“逆”（T_c^{P} > T_c^{AP}）开关效应都是可能的，这取决于系统的参数。
2010-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-split conductance and subgap peak in ferromagnet/superconductor spin valve heterostructures
我们考虑了超导/铁磁自旋阀$F_1/N/F_2/S$结构中不同自旋通道对电荷电导的贡献。我们发现，上自旋和下自旋电导的贡献可能有一个非常不同的行为在subgap偏置区（即有一个自旋分裂电导）。这导致在总电导中增加了子隙%EM 2的自旋分裂电导峰。在$N/F/S$系统中也可以是显著的该峰值行为以周期性方式强烈依赖于中间铁磁层的厚度。我们研究这种现象，使用数值自洽方法，从一个无限的$N/F/S$结构的近似解析计算获得额外的见解。我们还研究了自旋分裂和总电导对$F_1$和$F_2$之间相对磁化角的依赖关系。我们这样做的现实材料参数和层厚度相关的实验研究，这些设备。我们还发现，自旋分裂电导是高度依赖于在这些设备中的界面散射，我们仔细地包括这些现实系统的影响。一个强大的阀效应被发现的角度依赖的子间隙峰值电导，这在很大程度上是独立的散射，并可能被证明是有用的超导自旋阀器件的实际实现。
2018-07-24 cond-mat.supr-con
Microwave-assisted thermoelectricity in SIS' tunnel junctions
研究了非对称超导隧道结中光子辅助隧穿与双极热电效应的相互作用，揭示了微波辅助热电机制及多稳态解，提出可用于检测毫米波信号的热电器件。
2023-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Manifestation of New Interference Effects in Superconductor/Ferromagnet Spin Valve
基于S/F邻近现象的超导体/铁磁体（S/F）自旋阀效应理论假定，F1/F2/S或F1/S/F2三层结构在F1和F2层平行磁化时的超导转变温度（TcP）小于反平行磁化时的超导转变温度（TcAP）。在此，我们报道了不同Fe 2层厚度的CoOx/Fe 1/Cu/Fe 2/In多层膜系统中自旋阀效应ΔTc=TcAP-TcP的变号振荡行为。我们的测量揭示了对于Fe 2层厚度dFe 2 <1 nm，TcAP>TcP的完全直接自旋阀效应和对于dFe 2>=1 nm的完全逆（TcAP<TcAP）自旋阀效应。从Fe 2-层的两个表面反射的库珀对波函数的干涉似乎是观察到的ΔTc行为的最可能的原因。
2011-01-29 cond-mat.supr-con
Controllable generation of a spin-triplet supercurrent in a Josephson spin-valve
从理论上预言，在非共线磁化的多层铁磁结构中，可以感应出超导序参量的非常规奇频自旋三重态分量。在这项工作中，我们实验研究纳米尺度的设备，其中铁磁自旋阀嵌入到约瑟夫森结。我们展示了两种方法，在原位分析这样的约瑟夫森自旋阀：通过磁阻测量和通过原位磁强计的基础上，在结中的磁通量子化。我们观察到，通过该设备的超导依赖于两个铁磁层的磁化的相对取向，并在自旋阀的非共线状态下增强。这为铁磁体中自旋三重态超导分量的可控产生提供了直接的证明。
2014-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
