超导自旋阀中非局域自旋纠缠电子诱导的磁性

传统观点认为，超导区域中出现的磁矩是由具有非共线磁化强度的超导体（$S$）/铁磁体（$F$）异质结构中的等自旋三重态超导关联所诱导的。在本文中，我们证明在 $NSF_1F_2$（$N$--正常金属）自旋阀结构中，出现在 $S$ 和 $N$ 区域中的诱导磁矩也可以由库珀对分裂产生：一个电子从 $S$ 层相干隧穿到 $F_1$ 层，另一个电子则留在 $S$ 层或隧穿到 $N$ 层。在此过程中，两个电子在空间上彼此分离，但它们的总自旋基态是纠缠的。相比之下，由等自旋三重态关联诱导的磁矩几乎不能从 $S$ 层渗透到 $N$ 层。特别地，通过调节交换场的大小和 $F_1$ 层的厚度，可以控制 $N$ 层中诱导磁矩的方向。这一有趣现象可归因于自旋纠缠电子获得的相位偏移。我们的理论方案将为控制非局域电子的纠缠提供一种有效方法，也可能为先前和最近的实验观测提供可能的解释 [Stamopoulos et al 2005 Phys. Rev. B 72 212514; Ovsyannikov et al 2016 J. Exp. Theor. Phys. 122 738; Flokstra et al 2016 Nat. Phys. 12 57]。