反铁磁体与反铁磁 d 波超导体中的广义直流和交流约瑟夫森效应
介观与纳米尺度物理
2010-04-20 v1 超导电性
摘要
约瑟夫森效应通常被描述为库珀对隧穿，但也可在更普遍的背景下理解。直流约瑟夫森效应是两个具有破缺连续阿贝尔 U(1) 对称性的耦合系统的赝戈德斯通玻色子。因此，对于具有破缺连续非阿贝尔对称性的系统，应存在类似效应。为展示该现象的普遍性并基于现实模型做出预测，我们研究了反铁磁体之间以及反铁磁 d 波超导体之间的隧穿。通过进行类似于 Ambegaokar 和 Baratoff 对约瑟夫森结的计算，我们发现通过结存在一个交错磁化强度的平衡电流，在反铁磁体中，该电流正比于 s_L × s_R，其中 s_L 和 s_R 是结两侧的奈尔矢量。微观上，该效应源于自旋为 1 的粒子-空穴对的相干隧穿。当结两侧存在不同的磁场时，我们发现了一种交流约瑟夫森效应的类似现象，其中奈尔矢量间的夹角随时间变化。在反铁磁 d 波超导体的情况下，我们预测存在一项依赖于反铁磁序的临界电流贡献，以及一项依赖于超导序的自旋临界电流贡献。后一项贡献来自三重态库珀对的隧穿，这种库珀对必然存在于反铁磁 d 波超导体的基态中。所有这些效应均出现在隧穿矩阵元平方的最低阶项中。
引用
@article{arxiv.1004.3255,
title = {Generalized DC and AC Josephson effects in antiferromagnets and in antiferromagnetic d-wave superconductors},
author = {D. Chasse and A. -M. S. Tremblay},
journal= {arXiv preprint arXiv:1004.3255},
year = {2010}
}
备注
10 pages