由反铁磁体和铁磁体组成的结中的类 Josephson 自旋流

我们研究了由具有反铁磁 (AF) 序参量的材料形成的类 Josephson 结。作为反铁磁体，我们考虑了一种出现自旋密度波 (SDW) 的双带材料。这可能是处于温度区间 ${T_{\text{c}}\leq T\leq T_{N}}$ 内的铁基 pnictides，其中 $T_{c}$ 和 $T_{N}$ 分别是超导转变和反铁磁转变的临界温度。计算了具有弹道铁磁层的 AF/F/AF 结和隧道 AF/I/AF 结中的自旋流 $j_{\text{Sp}}$。其依赖于 AF 引线中磁化矢量之间的夹角，这与 S/I/S 隧道结中 Josephson 电流依赖于超导序参量相位差的方式相同。结果表明，在 AF/F/AF 结中，F 层内诱导出了 SDW 序参量的两个分量。其中一个分量在空间中以短周期 ${\xi_{\text{F,b}} \sim \hbar v/\mathcal{H}}$ 振荡，而另一个分量则从界面处以长距离 ${\xi_{\text{N,b}}=\hbar v/2\pi T}$ 单调衰减（其中 $v$、$\mathcal{H}$ 和 $T$ 分别为费米速度、交换能和温度；下标 $\text{b}$ 表示弹道情形）。这与具有非均匀磁化的 Josephson S/F/S 结中在 F 层内诱导短程和长程凝聚体分量的情况有着清晰的类比。然而，与 S/F/S 结中的电荷 Josephson 电流不同，AF/F/AF 结中的自旋流在空间中并非常数，而是在弹道 F 层中振荡。我们还计算了 $j_{\text{Sp}}$ 对 AF/I/AF 结中理想嵌套偏离的依赖关系。