Kriticheskaya temperatura i parametr poryadka v sverkhprovodyashchikh geterostrukturakh s uchetom nenulevoy konstanty svyazi v polidomennom ferromagnetike

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Изучено сверхпроводящее состояние в гетероструктурах, содержащих слои сверхпроводника (S) и ферромагнетика (F), расщепленного на домены с учетом дальнодействующего электрон-электронного взаимодействия в ферромагнитном слое. Вычислены критическая температура и пространственное распределение параметра порядка для различных гетероструктур. Рассчитаны различные варианты спиновых клапанов, в том числе клапан, основанный на уединенной возвратной сверхпроводимости в асимметричных F/S/F системах. В зависимости критической температуры S/F/S системы от толщины ферромагнитного слоя наблюдается смещение минимума из-за наличия доменной структуры. Получено состояние с чередующимися знаками фазы сверхпроводящего параметра порядка в одном из сверхпроводящих слоев на фоне доменных стенок. В F/S/F системах чередование знака фазы также возможно на краю одного из ферромагнитных слоев за счет чередования направления намагниченности. Обсуждается возможность использования чувствительности фазы параметра порядка к магнитным неоднородностям для создания управляемого джозефсоновского 0-π контакта.

About the authors

V. A Tumanov

Казанский федеральный университет

Email: tumanvadim@yandex.ru
Казань, Россия

Yu. N Proshin

Казанский федеральный университет

Казань, Россия

References

  1. Ю.А. Изюмов, Ю. Н. Прошин, М. Г. Хусаинов, УФН 172, 113 (2002).
  2. A. I. Buzdin, Rev. Mod. Phys. 77, 935 (2005).
  3. F. S. Bergeret, A. F. Volkov, and K. B. Efetov, Rev. Mod. Phys. 77, 1321 (2005).
  4. K. B. Efetov, I. A.Garifullin, A. F. Volkov, and K. Westerholt, Springer Tracts Mod. Phys. 227, 251 (2008).
  5. Ya. V. Fominov, A. F. Volkov, and K. B. Efetov, Phys. Rev. B 75, 104509 (2007).
  6. B. Crouzy, S. Tollis, and D. A. Ivanov, Phys. Rev. B 76, 134502 (2007).
  7. О.Н. Борисова, В. А. Туманов, Ю. Н. Прошин, ФММ 121, 482 (2020).
  8. А. А. Максимовская, В. И. Ружицкий, Н. В. Кленов, С. В. Бакурский, М. Ю. Куприянов, И. И. Соловьев, Письма в ЖЭТФ 115, 786 (2022).
  9. S. Oh, D. Youm, and M. Beasley, Appl. Phys. Lett. 71, 2376 (1997).
  10. L. R. Tagirov, Phys. Rev. Lett. 83, 2058 (1999).
  11. A. I. Buzdin, A. V. Vedyayev, and N. V. Ryzhanova, Europhys. Lett. 48, 686 (1999).
  12. Yu. N. Proshin, A. Zimin, N. G. Fazleev, and M. G. Khusainov, Phys. Rev. B. 73, 184514 (2006).
  13. М. В. Авдеев, Ю. Н. Прошин, ЖЭТФ 144, 1251 (2013).
  14. Р. Р. Гайфуллин, В. Н. Кушнир, Р. Г. Деминов, Л. Р. Тагиров, М. Ю. Куприянов, А. А. Голубов, ФТТ 61, 1585 (2019).
  15. А. А. Камашев, Н. Н. Гарифьянов, А. А. Валидов, В. Е. Катаев, А. С. Осин, Я. В. Фоминов, И. А. Гарифуллин, Письма в ЖЭТФ 119, 296 (2024).
  16. M. Houzet and A. I. Buzdin, Phys. Rev. B 74, 214507 (2006).
  17. D. S. Rabinovich, I. V. Bobkova, and A. M. Bobkov, Phys. Rev. B 98, 184511 (2018).
  18. V. L. Vadimov, M. V. Sapozhnikov, and A. S. Mel’nikov, App. Phys. Lett. 113, 032402 (2018).
  19. J. Baumard, J. Cayssol, F. S. Bergeret, and A. Buzdin, Phys. Rev. B 99, 014511 (2019).
  20. B. Krunavakarn, Phys. Lett. A 383, 1341 (2019).
  21. С. В. Миронов, А.В. Самохвалов, А. И. Буздин, А. С. Мельников, Письма в ЖЭТФ 113, 102 (2021).
  22. A. P. Petrovi´c, M. Raju, X. Y. Tee, A. Louat, I. MaggioAprile, R. M. Menezes, M. J. Wyszyn´ski, N. K. Duong, M. Reznikov, C. Renner, and M. V. Milo˘sevi´c, Phys. Rev. Lett. 126, 117205 (2021).
  23. E. S. Andriyakhina and I. S. Burmistrov, Phys. Rev. B 103, 174519 (2021).
  24. Е. С. Андрияхина, С. Апостолофф, И. С. Бурмистров, Письма в ЖЭТФ 116, 801 (2022).
  25. A. O. Leonov, T. L. Monchesky, N. Romming, A. Kubetzka, A. N. Bogdanov, and R. Wiesendanger, New J. Phys. 18, 065003 (2016).
  26. J. Unguris, R. J. Celotta, and D. T. Pierce, Phys. Rev. Lett. 67, 140 (1991).
  27. В.А Туманов, Ю. В Горюнов, Ю.Н. Прошин, Письма в ЖЭТФ 107, 449 (2018).
  28. T. Champel and M. Eschrig, Phys. Rev. B 71 220506 (2005).
  29. V.A. Tumanov and Y.N. Proshin, J. Low Temp. Phys. 185, 460 (2016).
  30. N. G. Pugach, M. Safonchik, T. Champel, M. E. Zhitomirsky, E. L¨ahderanta, M. Eschrig, and C. Lacroix, Appl. Phys. Lett. 111, 162601 (2017).
  31. В. А. Туманов, В. Е. Зайцева, Ю. Н. Прошин, Письма в ЖЭТФ 116, 443 (2022).
  32. М. Г. Хусаинов, М. М. Хусаинов, Н. М. Иванов, Ю.Н. Прошин, Письма в ЖЭТФ 89, 730 (2009).
  33. М. Г. Хусаинов, М. М. Хусаинов, Н. М. Иванов, Ю.Н. Прошин, Письма в ЖЭТФ 90, 134 (2009).
  34. М. Г. Хусаинов, М. М. Хусаинов, Н. М. Иванов, Ю.Н. Прошин, Письма в ЖЭТФ 90, 402 (2009).
  35. P. P. Deen, J. P. Goff, R. C. C. Ward, M. R. Wells, and A. Stunault, JMMM 240, 553 (2002).
  36. P. P. Deen, J. P. Goff, R. C. C. Ward, M. R. Wells, S. Langridge, R. Dalgliesh, S. Foster, and G. J. McIntyre, J. Phys. Condens. Matter 17, 3305 (2005).
  37. V.A. Tumanov and Yu.N. Proshin, Phys. Met. Metallogr. 125, 237 (2024).
  38. V.A.Tumanov and Yu. N. Proshin, Magnetic Resonance in Solids. 26, 24111 (2024).
  39. I. A. Garifullin, D. A. Tikhonov, N. N. Garif’yanov, L. Lazar, Yu. V. Goryunov, S. Ya. Khlebnikov, L. R. Tagirov, K. Westerholt, and H. Zabel, Phys. Rev. B 66, 020505-R (2002).
  40. F. S. Bergeret, K. B. Efetov, and A. I. Larkin, Phys. Rev. B 62, 11872 (2000).
  41. М. Куприянов, В. Лукичёв, ЖЭТФ 94, 139 (1988).
  42. М. Г. Хусаинов, Письма в ЖЭТФ 53, 554 (1991).
  43. Ya. V. Fominov, N. M. Chtchelkatchev, and A. A. Golubov, Phys. Rev. B 66, 014507 (2002).
  44. Yu. Proshin, M. Avdeev, M. Khusainov, and M. Khusainov, JMMM 324, 3478 (2012).
  45. Yu.N. Proshin and M.V. Avdeev, JMMM 383, 166 (2015).
  46. М. В. Авдеев, Ю. Н. Прошин, Письма в ЖЭТФ 102, 106 (2015).
  47. A. Hubert and R. Sch¨afer, Magnetic domains: the analysis of magnetic microstructures, Springer, Heidelberg (2008).
  48. S. V. Bakurskiy, N. V. Klenov, I. I. Soloviev, M. Yu. Kupriyanov, and A. A. Golubov, App. Phys. Lett. 108, 042602 (2016).
  49. E. C. Gingrich B. M. Niedzielski, J. A. Glick, Y. Wang, D. L. Miller, R. Loloee, W. P. Pratt Jr, and N. O. Birge, Nat. Phys. 12, 564 (2016).
  50. J. Shibata, G. Tatara, and H. Kohno, J. Phys. D: Appl. Phys. D 44, 384004 (2011).
  51. Е. Г. Галкина, К. Заспел, Б. А. Иванов, Н. Е. Кулагин, Л.М. Лерман, Письма в ЖЭТФ 110, 474 (2019).
  52. L. J. McGilly, P. Yudin, L. Feigl, A. K. Tagantsev, and N. Setter, Nat. Nanotechnol. 10, 145 (2015).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Российская академия наук