具有自旋滤光片与畴壁的磁性约瑟夫森结中的电荷与自旋超电流

我们从理论上分析了畴壁（DWs）对磁性超导S$_{m}$/Fl/F/Fl/S$_{m}$结中直流约瑟夫森电流的影响。该约瑟夫森结由两个“磁性”超导体S$_{m}$（覆盖有薄铁磁层的超导膜）、自旋滤光片Fl以及有或无DW（DWs）的铁磁层F组成。自旋滤光片Fl允许具有特定自旋取向的电子通过，使得约瑟夫森耦合由完全极化的长程三重态分量主导。在无DW时，当左右滤光片Fl$_{r,l}$允许同向自旋电子通过且仅相差一个与温度无关的因子时，约瑟夫森电流与自旋电流非零；当通过Fl$_{r,l}$的三重态库珀对的自旋方向相反时，它们变为零。此外，对于注入的三重态库珀对的不同手性，结中会出现自发电流，产生二极管效应。一旦引入DW，在等自旋极化情形下它会减小临界约瑟夫森电流$I_{c}$，而在反自旋取向情形下使其变为有限值。当DW位于F膜中心时，临界电流$I_{c}$最大。DW偏离中心会产生一个将DW推向F膜中心的力。此外，我们考虑了任意数目$N$个DW的情形，其中$N=2$对应于磁性斯格明子的模型系统。