纳米尺度π结的电学与磁学性质

Samanta Piano

纳米尺度π结的电学与磁学性质

材料科学 2008-07-08 v1 超导电性

作者: Samanta Piano

摘要

铁磁Josephson结中的π相移物理为自旋电子器件和量子计算提供了广泛的应用前景。在这方面，我们的研究致力于评估用于开发和实现基于超导体的量子器件的最佳材料，同时将所用异质结构的尺寸缩减至纳米尺度及以下。在本章中，我们报道了Nb Josephson结在Co、Ni、Ni₈₀Fe₂₀（Py）和Fe等强铁磁势垒中从"0"态到"π"态的转变。我们证明可以制备具有纳米尺度磁性死层且对铁磁势垒厚度变化具有高控制水平的纳米结构Nb/Ni(Co, Py, Fe)/Nb π结。与理论模型一致，我们从临界电流随铁磁势垒厚度的振荡估算出铁磁材料的交换能，并发现其接近体相铁磁材料值，这意味着铁磁体是洁净的且S/F粗糙度最小。我们得出结论：S/F/S Josephson结是基于超导体的量子电子器件开发中的可行结构；特别地，Nb/Co/Nb和Nb/Fe/Nb多层膜因其低磁性死层值和高交换能值，可直接用于可控双量子位信息系统。在这方面，我们讨论了纳米结在工程磁阻器件（如可编程伪自旋阀Josephson结构）中的应用。

关键词

π结铁磁Josephson结磁性死层交换能超导量子器件纳米结构异质结自旋电子学

引用

@article{arxiv.0807.0849,
  title  = {Electrical and magnetic properties of nano-scale Pi-junctions},
  author = {Samanta Piano},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0807.0849},
  year   = {2008}
}

备注

30 pages, 27 figures. To be published as an invited research chapter in the book "Spintronics: Materials, Applications and Devices", G. C. Lombardi et al. (eds.), Nova Science Publishers (2008, in press)

纳米尺度π结的电学与磁学性质

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