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磁性节点线拓扑半金属 Fe$_3$GeTe$_2$ 中约瑟夫森自旋阀的实现

介观与纳米尺度物理 2022-12-16 v1 超导电性

摘要

三维范德瓦耳斯铁磁体 Fe3_3GeTe2_2(FGT)被视为磁性拓扑节点线半金属候选材料。我们研究了在剥离的厚三维 FGT 薄片下方、间距为 3~μ\mum 的两个超导 In 引线之间的横向电子输运。在 30~mK 低温下,我们观察到约瑟夫森超电流,其表现出由磁场 BB 引起的不寻常临界电流 IcI_c 抑制。整体 Ic(B)I_c(B) 图样相对于 BB 的符号是不对称的。我们证明,该不对称性由磁场扫描方向决定,因此对于相反扫描,Ic(B)I_c(B) 图样严格反转(如 BBB-B 反演)。我们还观察到在正常磁场下 Ic(B)I_c(B) 的最大值与最小值之间的相互作用,而在面内磁场下存在快速的非周期 Ic(B)I_c(B) 涨落。这些效应在均匀超导体-铁磁体-超导体结中无法预期,但在约瑟夫森自旋阀中已知。FGT 中实现约瑟夫森自旋阀的最可能情形是费米弧表面态与铁磁 FGT 体相的自旋极化错位,但我们也讨论了磁畴间自旋依赖输运的可能影响。

关键词

引用

@article{arxiv.2108.13761,
  title  = {Josephson spin-valve realization in the magnetic nodal-line topological semimetal Fe$_3$GeTe$_2$},
  author = {O. O. Shvetsov and Yu. S. Barash and A. V. Timonina and N. N. Kolesnikov and E. V. Deviatov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2108.13761},
  year   = {2022}
}