有限尺寸超导体/铁磁体混合结构中的诱导能隙

我们从理论上研究由铁磁体（$\rm F$）层与$s$波超导体（$\rm S$）耦合组成的有限尺寸系统中的自洽邻近效应。我们考虑了$\rm SF_1F_2$与$\rm SH$纳米结构，其中$\rm F_1 F_2$双层均匀磁化，而铁磁性$\rm H$层具有螺旋磁化分布。我们发现，当$\rm F_1 F_2$层为弱铁磁时，相对磁化方向从平行旋转到反平行时可产生硬能隙。此外，当$\rm F_1$与$\rm F_2$的厚度分别满足$\rm d_{F1}\leq d_{F2}$时，该能隙最为显著。对于$\rm SH$构型，增大交换场的空间旋转周期可增强诱导硬能隙。我们的研究表明，这些发现的起源可与沿界面传播的具有波矢的准粒子相关联。为进一步阐明诱导能隙的来源，我们还利用实验可获得的参数值考察了空间与能量分辨的态密度，以及自旋单态与自旋三重态超导关联。我们的发现有益于设计需要可调超导硬能隙的磁性混合结构。