Anomal'nyy effekt Dzhozefsona v planarnoy gibridnoy strukture so spin-orbital'nym vzaimodeystviem
- Authors: Samokhvalov A.V1
-
Affiliations:
- Issue: Vol 119, No 7-8 (2024)
- Pages: 508-515
- Section: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/0370-274X/article/view/261291
- DOI: https://doi.org/10.31857/S1234567824070061
- EDN: https://elibrary.ru/PZNNXR
- ID: 261291
Cite item
Abstract
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.
References
- K. V. Samokhin, Ann. Phys. 324, 2385 (2009).
- Ю. М. Шукринов, УФН 192, 345 (2022)
- M. Nadeem, M. S. Fuhrer, and X Wang, Nat. Rev. Phys. 5, 558 (2023).
- A. Buzdin and A. E. Koshelev, Phys. Rev. B 67, 220504 (2003).
- A. Buzdin, Phys. Rev. Lett. 101, 107005 (2008).
- K. K. Likharev, Rev. Mod. Phys. 51, 101 (1979).
- A. A. Golubov, M. Y. Kupriyanov, and E. Il’ichev, Rev. Mod. Phys. 76, 411 (2004).
- Л. Н. Булаевский, В. В. Кузий, А. А. Собянин, Письма в ЖЭТФ 25, 314 (1977) [JETP Lett. 25, 290 (1977)].
- A. I. Buzdin, L. N. Bulaevskii, and S. V. Panyukov, Pis’ma ZhETF 35, 147 (1982) [JETP Lett. 35, 178 (1982)].
- А. И. Буздин, М. Ю. Куприянов, Письма в ЖЭТФ 53, 308 (1991).
- V. V. Ryazanov, V. Oboznov, A. Rusanov, A. Veretennikov, A. Golubov, and J. Aarts, Phys. Rev. Lett. 86, 2427 (2001).
- A. I. Buzdin, Rev. Mod. Phys. 77, 935 (2005).
- V. B. Geshkenbein and A. I. Larkin, Pis’ma ZhETF 43, 306 (1986) [JETP Lett. 43, 395 (1986)].
- S. K. Yip, Phys. Rev. B 52, 3087 (1995).
- Y. Tanaka and S. Kashiwaya, Phys. Rev. B 56, 892 (1997).
- E. Goldobin, D. Koelle, R. Kleiner, and A. Buzdin, Phys. Rev. B 76, 224523 (2007).
- H. Sickinger, A. Lipman, M. Weides, R. G. Mints, H. Kohlstedt, D. Koelle, R. Kleiner, and E. Goldobin, Phys. Rev. Lett. 109, 107002 (2012).
- 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).
- F. Konschelle, I. V. Tokatly, and F. S. Bergeret, Phys. Rev. B 92, 125445 (2015).
- M. A. Silaev, I. V. Tokatly, and F. S. Bergeret, Phys. Rev. B 95, 184508 (2017).
- 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).
- 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).
- 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).
- W. Mayer, M. C. Dartiailh, J. Yuan, K. S. Wickramasinghe, E. Rossi, and J. Shabani, Nat. Commun. 11, 212 (2020).
- S. Pal, C. Benjamin, EPL 126, 57002 (2019).
- 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).
- E. Goldobin, H. Sickinger, M. Weides, N. Ruppelt, H. Kohlstedt, R. Kleiner, and D. Koelle, Appl. Phys. Lett. 102, 242602 (2013).
- 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).
- R. Wakatsuki, Y. Saito, S. Hoshino, Y. M. Itahashi, T. Ideue, M. Ezawa, Y. Iwasa, and N. Nagaosa, Sci. Adv. 3, e1602390 (2017).
- A. Daido, Phys. Rev. Lett. 128, 037001 (2022).
- J. J. He, Y. Tanaka, and N. Nagaosa, New J. Phys. 24, 053014 (2022).
- T. Karabassov, I. V. Bobkova, A. A. Golubov, and A. S. Vasenko, Phys. Rev. B. 106, 224509 (2022).
- A. V. Putilov, S. V. Mironov, and A. I. Buzdin, Phys. Rev. B. 109, 014510 (2024).
- 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).
- Ya. V. Fominov and D. S. Mikhailov, Phys. Rev. B. 106, 134514 (2022).
- M. Alidoust and J. Linder, Phys. Rev. B 87, 060503 (2013).
- И. И. Соловьев, Н. В. Кленов, С. В. Бакурский, М. Ю. Куприянов, А. А. Голубов, Письма в ЖЭТФ 101, 258 (2015).
- A. V. Ustinov, Appl. Phys. Lett. 80, 3153 (2002).
- E. Goldobin, A. Sterck, T. Gaber, D. Koelle, and R. Kleiner, Phys. Rev. Lett. 92, 057005 (2004).
- E. Goldobin, S. Mironov, A. Buzdin, R. G. Mints, D. Koelle, and R. Kleiner, Phys. Rev. B 93, 134514 (2016).
- S. L. Miller, K. R. Biaga, J. R. Clem, and D. K. Finnemore, Phys. Rev. B 31, 2684 (1985).
- А. А. Голубов, М. Ю. Куприянов, ЖЭТФ 92, 1512 (1987).
- М. В. Фистуль, Письма в ЖЭТФ 52, 823 (1990).
- T. Golod, A. Rydh, and V. M. Krasnov, Phys. Rev. Lett. 104, 227003 (2010).
- T. Golod, R. A. Hovhannisyan, O. M. Kapran, V. V. Dremov, V. S. Stolyarov, V. M. Krasnov, Nano Lett. 21, 5240 (1921).
- 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).
- А. В. Самохвалов, ЖЭТФ 131, 500 (2007).
- 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).
- J. Chang, V. L. Mironov, B. A. Gribkov, A. A. Fraerman, S. A. Gusev, and S. N. Vdovichev, J. Appl. Phys. 100, 104304 (2006).
- A. V. Samokhvalov, Phys. Rev. B 80, 134513 (2009).
- P. M. Tedrow, J. E. Tkaczyk, and A. Kumar, Phys. Rev. Lett. 56, 1746 (1986).
- T. Tokuyasu, J. A. Sauls, and D. Rainer, Phys. Rev. B 38, 8823 (1988).
- 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).
- A. A. Kopasov and A. S. Mel’nikov, Phys. Rev. B 105, 214508 (2022).
- I. V. Bobkova, A. M. Bobkov, and M. A. Silaev, J. Phys. Cond. Matt. 34, 353001 (2022).
- T. T. Heikkilia, M. Silaev, P. Virtanen, and F. S. Bergeret, Prog. Surf. Sci. 94, 100540 (2019).
- L. P. Gor’kov and E. I. Rashba, Phys. Rev. Lett. 87, 037004 (2001).
- V. M. Edelstein, Phys. Rev. B 67, 020505 (2003).
- Е. И. Рашба, ФТТ 2(6), 1224 (1960).
- В. М. Эдельштейн, ЖЭТФ 95, 2151 (1989).
- V. M. Edelstein, Phys. Rev. Lett. 75, 2004 (1995).
- S. S. Pershoguba, K. Bjornson, A. M. Black-Schaffer, and A. V. Balatsky, Phys. Rev. Lett. 115, 116602 (2015).
- A. G. Mal’shukov Phys. Rev. B 93, 054511 (2016).
- J. Baumard, J. Cayssol, F. S. Bergeret, and A. Buzdin, Phys. Rev. B 99, 014511 (2019).
- А. В. Самохвалов, ЖЭТФ 162, 941 (2022).
- J. W. A. Robinson, A. V. Samokhvalov, and A. I. Buzdin, Phys. Rev. B 99, 180501(R) (2019).
- А. В. Самохвалов, А. А. Копасов, А. Г. Кутлин, С. В. Миронов, А. И. Буздин, А. С. Мельников, Письма в ЖЭТФ 113, 38 (2021).
- J. Pearl, Appl. Phys. Lett. 5, 65 (1964).
- L. A. B. Olde Olthof, X. Montiel, J. W. A. Robinson, A. I. Buzdin, Phys. Rev. B 100, 220505(R) (2019).
- A. G. Mal’shukov, Phys. Rev. B 101, 134514 (2020).
- A. G. Mal’shukov, Phys. Rev. B 102 144503 (2020).
- В. П. Минеев, К. В. Самохин, ЖЭТФ 105, 747 (1994) [Sov. Phys. JETP 78, 401 (1994)].
- D. F. Agterberg, Physica C 387, 13 (2003).
- Ю. М. Иванченко, Т. К. Соболева, ФТТ 32, 2029 (1990).
- V. G. Kogan, V. V. Dobrovitski, J. R. Clem, Y. Mawatari, and R. G. Mints, Phys. Rev. B 63, 144501 (2001).
- M. Moshe, V. G. Kogan, and R. G. Mints, Phys. Rev. B 78 020510(R) (2008).
- А. Д. Полянин, Справочник по линейным уравнениям математической физики, ФИЗМАТЛИТ, М. (2001).
- А. А. Зубков, М. Ю. Куприянов, В. К. Семенов, ФНТ 7, 1365 (1981).
- V. Ruzhickiy, S. Bakurskiy, M. Kupriyanov, N. Klenov, I. Soloviev, V. Stolyarov, and A. Golubov, Nanomaterials 13, 1873 (2023).