Anomal'nyy effekt Dzhozefsona v planarnoy gibridnoy strukture so spin-orbital'nym vzaimodeystviem

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Теоретически изучен способ формирования контролируемой фазовой неоднородности в гибридной структуре, состоящей из короткого джозефсоновского контакта на стыке двух тонких сверхпроводящих пленок, один из электродов которого частично покрыт ферромагнитным изолятором. Совместное действие спинового расщепления и спин-орбитального взаимодействия Рашбы на границе сверхпроводника и ферромагнетика приводит к генерации спонтанного сверхтока, изменяющего транспортные свойства контакта. Выполнены расчеты критического тока и ток-фазовой зависимости такой гибридной структуры и показана возможность создания на ее основе аномального джозефсоновского ϕ 0-контакта с плавным изменением фазового сдвига ϕ 0 в широких пределах.

Авторлар туралы

A. Samokhvalov

Институт физики микроструктур РАН; Нижегородский госуниверситет им. Н. И. Лобачевского

Email: samokh@ipmras.ru
Н.Новгород, Россия

Әдебиет тізімі

  1. K. V. Samokhin, Ann. Phys. 324, 2385 (2009).
  2. Ю. М. Шукринов, УФН 192, 345 (2022)
  3. M. Nadeem, M. S. Fuhrer, and X Wang, Nat. Rev. Phys. 5, 558 (2023).
  4. A. Buzdin and A. E. Koshelev, Phys. Rev. B 67, 220504 (2003).
  5. A. Buzdin, Phys. Rev. Lett. 101, 107005 (2008).
  6. K. K. Likharev, Rev. Mod. Phys. 51, 101 (1979).
  7. A. A. Golubov, M. Y. Kupriyanov, and E. Il’ichev, Rev. Mod. Phys. 76, 411 (2004).
  8. Л. Н. Булаевский, В. В. Кузий, А. А. Собянин, Письма в ЖЭТФ 25, 314 (1977) [JETP Lett. 25, 290 (1977)].
  9. A. I. Buzdin, L. N. Bulaevskii, and S. V. Panyukov, Pis’ma ZhETF 35, 147 (1982) [JETP Lett. 35, 178 (1982)].
  10. А. И. Буздин, М. Ю. Куприянов, Письма в ЖЭТФ 53, 308 (1991).
  11. V. V. Ryazanov, V. Oboznov, A. Rusanov, A. Veretennikov, A. Golubov, and J. Aarts, Phys. Rev. Lett. 86, 2427 (2001).
  12. A. I. Buzdin, Rev. Mod. Phys. 77, 935 (2005).
  13. V. B. Geshkenbein and A. I. Larkin, Pis’ma ZhETF 43, 306 (1986) [JETP Lett. 43, 395 (1986)].
  14. S. K. Yip, Phys. Rev. B 52, 3087 (1995).
  15. Y. Tanaka and S. Kashiwaya, Phys. Rev. B 56, 892 (1997).
  16. E. Goldobin, D. Koelle, R. Kleiner, and A. Buzdin, Phys. Rev. B 76, 224523 (2007).
  17. H. Sickinger, A. Lipman, M. Weides, R. G. Mints, H. Kohlstedt, D. Koelle, R. Kleiner, and E. Goldobin, Phys. Rev. Lett. 109, 107002 (2012).
  18. I. I. Soloviev, N. V. Klenov, S. V. Bakurskiy, V. V. Bol’ginov, V. V. Ryazanov, M. Yu. Kupriyanov, and A. A. Golubov. Appl. Phys. Lett. 105, 242601 (2014).
  19. F. Konschelle, I. V. Tokatly, and F. S. Bergeret, Phys. Rev. B 92, 125445 (2015).
  20. M. A. Silaev, I. V. Tokatly, and F. S. Bergeret, Phys. Rev. B 95, 184508 (2017).
  21. D. B. Szombati, S. Nadj-Perge, D. Car, S. R. Plissard, E. P. A. M. Bakkers, and L. P. Kouwenhoven, Nat. Phys. 12, 586 (2016).
  22. E. Strambini, A. Iorio, O. Durante, R. Citro,C. Sanz-Fernandez, C. Guarcello, I. V. Tokatly, A. Braggio, M. Rocci, N. Ligato, V. Zannier, L. Sorba, F. S. Bergeret, and F. A. Giazotto, Nature Nanotech. 15, 656 (2020).
  23. A. Assouline, C. Feuillet-Palma, N. Bergeal, T. Zhang, A. Mottaghizadeh, A. Zimmers, E. Lhuillier, M. Eddrie, P. Atkinson, M. Aprili, and H. Aubin, Nat. Commun. 10, 126 (2019).
  24. W. Mayer, M. C. Dartiailh, J. Yuan, K. S. Wickramasinghe, E. Rossi, and J. Shabani, Nat. Commun. 11, 212 (2020).
  25. S. Pal, C. Benjamin, EPL 126, 57002 (2019).
  26. A. K. Feofanov, V. A. Oboznov, V. V. Bol’ginov, J. Lisenfeld, S. Poletto, V. V. Ryazanov, A. N. Rossolenko, M. Khabipov, D. Balashov, A. B. Zorin, P. N. Dmitriev, V. P. Koshelets, and A. V. Ustinov, Nature Phys. 6, 593 (2010).
  27. E. Goldobin, H. Sickinger, M. Weides, N. Ruppelt, H. Kohlstedt, R. Kleiner, and D. Koelle, Appl. Phys. Lett. 102, 242602 (2013).
  28. I. I. Soloviev, N. V. Klenov, S. V. Bakurskiy, M. Y. Kupriyanov, A. L. Gudkov, and A. S. Sidorenko, Beilstein J. Nanotechnol. 8, 2689 (2017).
  29. R. Wakatsuki, Y. Saito, S. Hoshino, Y. M. Itahashi, T. Ideue, M. Ezawa, Y. Iwasa, and N. Nagaosa, Sci. Adv. 3, e1602390 (2017).
  30. A. Daido, Phys. Rev. Lett. 128, 037001 (2022).
  31. J. J. He, Y. Tanaka, and N. Nagaosa, New J. Phys. 24, 053014 (2022).
  32. T. Karabassov, I. V. Bobkova, A. A. Golubov, and A. S. Vasenko, Phys. Rev. B. 106, 224509 (2022).
  33. A. V. Putilov, S. V. Mironov, and A. I. Buzdin, Phys. Rev. B. 109, 014510 (2024).
  34. C. Baumgartner, L. Fuchs, A. Costa, S. Reinhardt, S. Gronin, G. C. Gardner, T. Lindemann, M. J. Manfra, P. E. Faria J., D. Kochan, J. Fabian, N. Paradiso, and C. Strunk, Nature Nanotech. 17, 39 (2022).
  35. Ya. V. Fominov and D. S. Mikhailov, Phys. Rev. B. 106, 134514 (2022).
  36. M. Alidoust and J. Linder, Phys. Rev. B 87, 060503 (2013).
  37. И. И. Соловьев, Н. В. Кленов, С. В. Бакурский, М. Ю. Куприянов, А. А. Голубов, Письма в ЖЭТФ 101, 258 (2015).
  38. A. V. Ustinov, Appl. Phys. Lett. 80, 3153 (2002).
  39. E. Goldobin, A. Sterck, T. Gaber, D. Koelle, and R. Kleiner, Phys. Rev. Lett. 92, 057005 (2004).
  40. E. Goldobin, S. Mironov, A. Buzdin, R. G. Mints, D. Koelle, and R. Kleiner, Phys. Rev. B 93, 134514 (2016).
  41. S. L. Miller, K. R. Biaga, J. R. Clem, and D. K. Finnemore, Phys. Rev. B 31, 2684 (1985).
  42. А. А. Голубов, М. Ю. Куприянов, ЖЭТФ 92, 1512 (1987).
  43. М. В. Фистуль, Письма в ЖЭТФ 52, 823 (1990).
  44. T. Golod, A. Rydh, and V. M. Krasnov, Phys. Rev. Lett. 104, 227003 (2010).
  45. T. Golod, R. A. Hovhannisyan, O. M. Kapran, V. V. Dremov, V. S. Stolyarov, V. M. Krasnov, Nano Lett. 21, 5240 (1921).
  46. A. A. Fraerman, S. A. Gusev, Y. N. Nozdrin, A. V. Samokhvalov, S. N. Vdovichev, L. Fritzsch, E. Il’ichev, and R. Stolz, Phys. Rev. B 73, 100503 (2006).
  47. А. В. Самохвалов, ЖЭТФ 131, 500 (2007).
  48. А. В. Самохвалов, С. Н. Вдовичев, Б. А. Грибков, С. А. Гусев, А. Ю. Климов, Ю. Н. Ноздрин, В. В. Рогов, А. А. Фраерман, С. В. Егоров, В. В. Больгинов, А. Б. Шкарин, В. С. Столяров, Письма в ЖЭТФ 95, 113 (2012).
  49. J. Chang, V. L. Mironov, B. A. Gribkov, A. A. Fraerman, S. A. Gusev, and S. N. Vdovichev, J. Appl. Phys. 100, 104304 (2006).
  50. A. V. Samokhvalov, Phys. Rev. B 80, 134513 (2009).
  51. P. M. Tedrow, J. E. Tkaczyk, and A. Kumar, Phys. Rev. Lett. 56, 1746 (1986).
  52. T. Tokuyasu, J. A. Sauls, and D. Rainer, Phys. Rev. B 38, 8823 (1988).
  53. A. Hijano, S. Ili’c, M. Rouco, C. Gonzalez-Orellana, M. Ilyn, C. Rogero, P. Virtanen, T. T. Heikkila, S. Khorshidian, M. Spies, N. Ligato, F. Giazotto, E. Strambini, and F. S. Bergeret, Phys. Rev. Research 3, 023131 (2021).
  54. A. A. Kopasov and A. S. Mel’nikov, Phys. Rev. B 105, 214508 (2022).
  55. I. V. Bobkova, A. M. Bobkov, and M. A. Silaev, J. Phys. Cond. Matt. 34, 353001 (2022).
  56. T. T. Heikkilia, M. Silaev, P. Virtanen, and F. S. Bergeret, Prog. Surf. Sci. 94, 100540 (2019).
  57. L. P. Gor’kov and E. I. Rashba, Phys. Rev. Lett. 87, 037004 (2001).
  58. V. M. Edelstein, Phys. Rev. B 67, 020505 (2003).
  59. Е. И. Рашба, ФТТ 2(6), 1224 (1960).
  60. В. М. Эдельштейн, ЖЭТФ 95, 2151 (1989).
  61. V. M. Edelstein, Phys. Rev. Lett. 75, 2004 (1995).
  62. S. S. Pershoguba, K. Bjornson, A. M. Black-Schaffer, and A. V. Balatsky, Phys. Rev. Lett. 115, 116602 (2015).
  63. A. G. Mal’shukov Phys. Rev. B 93, 054511 (2016).
  64. J. Baumard, J. Cayssol, F. S. Bergeret, and A. Buzdin, Phys. Rev. B 99, 014511 (2019).
  65. А. В. Самохвалов, ЖЭТФ 162, 941 (2022).
  66. J. W. A. Robinson, A. V. Samokhvalov, and A. I. Buzdin, Phys. Rev. B 99, 180501(R) (2019).
  67. А. В. Самохвалов, А. А. Копасов, А. Г. Кутлин, С. В. Миронов, А. И. Буздин, А. С. Мельников, Письма в ЖЭТФ 113, 38 (2021).
  68. J. Pearl, Appl. Phys. Lett. 5, 65 (1964).
  69. L. A. B. Olde Olthof, X. Montiel, J. W. A. Robinson, A. I. Buzdin, Phys. Rev. B 100, 220505(R) (2019).
  70. A. G. Mal’shukov, Phys. Rev. B 101, 134514 (2020).
  71. A. G. Mal’shukov, Phys. Rev. B 102 144503 (2020).
  72. В. П. Минеев, К. В. Самохин, ЖЭТФ 105, 747 (1994) [Sov. Phys. JETP 78, 401 (1994)].
  73. D. F. Agterberg, Physica C 387, 13 (2003).
  74. Ю. М. Иванченко, Т. К. Соболева, ФТТ 32, 2029 (1990).
  75. V. G. Kogan, V. V. Dobrovitski, J. R. Clem, Y. Mawatari, and R. G. Mints, Phys. Rev. B 63, 144501 (2001).
  76. M. Moshe, V. G. Kogan, and R. G. Mints, Phys. Rev. B 78 020510(R) (2008).
  77. А. Д. Полянин, Справочник по линейным уравнениям математической физики, ФИЗМАТЛИТ, М. (2001).
  78. А. А. Зубков, М. Ю. Куприянов, В. К. Семенов, ФНТ 7, 1365 (1981).
  79. V. Ruzhickiy, S. Bakurskiy, M. Kupriyanov, N. Klenov, I. Soloviev, V. Stolyarov, and A. Golubov, Nanomaterials 13, 1873 (2023).

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

© Российская академия наук, 2024