S/F/TI异质结中的杂化螺旋态与超导二极管效应
超导电性
2023-02-15 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
众所周知，在塞曼场存在下具有自旋轨道耦合（SOC）的均匀超导系统的基态是所谓的螺旋态，其特征是序参量的相位调制，但超电流密度为零。在本工作中，我们通过考虑置于三维拓扑绝缘体之上的S/F双层，研究在空间上分离超导性与交换场的杂化系统中螺旋态的实现。该系统具有强的自旋-动量锁定，因此为螺旋态的产生提供了最有利的条件。分析基于准经典格林函数的微观理论。我们证明，即使在超导序参量与交换场空间分离的情况下，只要交换场具有垂直于S/F界面的非零分量，双层中的螺旋态仍能存在。同时，在这种空间非均匀情形下，螺旋态伴随有分布于双层中且平均为零的自发电流。进一步，我们表明该杂化螺旋态导致系统中的非互易性。我们证明了超导二极管效应的实现，并表明由于可能最强值的自旋-动量锁定，所考虑系统中的非互易程度非常大。
引用
@article{arxiv.2203.15608,
title = {Hybrid helical state and superconducting diode effect in S/F/TI heterostructures},
author = {T. Karabassov and I. V. Bobkova and A. A. Golubov and A. S. Vasenko},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.15608},
year = {2023}
}