超导体/铁磁绝缘体/超导体结中的反常约瑟夫森霍尔效应电荷与横向自旋电流
超导电性
2020-03-18 v2
摘要
约瑟夫森结中的界面自旋轨道耦合提供了一种在单一器件中结合反常霍尔与约瑟夫森物理的有趣途径。我们从理论上研究这两种效应的叠加如何影响超导体/铁磁绝缘体/超导体结的输运性质。库珀对通过自旋活性铁磁绝缘体界面的横向动量依赖斜隧穿产生了可观的横向霍尔超电流，我们称之为反常约瑟夫森霍尔效应电流。我们将最初为量化通常（隧穿）约瑟夫森电流而建立的 Furusaki-Tsukada 公式推广，以评估横向电流分量，并证明其振幅可通过自旋轨道耦合强度或结两端的超导相位差广泛调节。作为约瑟夫森结明确的光谱指纹，良好局域的亚隙束缚态在界面附近形成。通过分析这些态的谱性质，我们揭示了其能量中自旋轨道耦合诱导的不对称性与横向电流响应之间明确的相关性，确立了电流的微观起源。此外，斜隧穿同时充当自旋三重态库珀对的横向自旋滤波器，并以对应的自旋电流补充了所讨论的电荷电流现象。该结的普适自旋-电荷电流交叉比为实验探测和表征界面自旋轨道耦合提供了宝贵可能。
引用
@article{arxiv.2001.04691,
title = {Anomalous Josephson Hall effect charge and transverse spin currents in superconductor/ferromagnetic insulator/superconductor junctions},
author = {Andreas Costa and Jaroslav Fabian},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.04691},
year = {2020}
}
备注
16 pages, 10 figures, Supplemental Material