重金属异质结构中由超导转变引起的磁化重取向

近期理论与实验工作已证明，通过旋转与超导层邻近耦合的单一均匀铁磁体的磁化方向，可改变超导临界温度（$T_c$）。当超导体与铁磁体被提供增强界面 Rashba 自旋轨道相互作用的薄重常金属隔开时，即发生此现象。我们考虑其互逆效应：由超导相变驱动的磁化重取向。我们在格点上自洽求解紧束缚 Bogoliubov-de Gennes 方程，发现即便在由于能带结构效应的正常态下，自旋轨道场与磁化之间的相对角度也会在自由能中引入一项贡献。对于低于 $T_c$ 的温度，超导引发一项竞争性贡献。通过降低温度，除了 favored 磁化方向从面内到面外的重取向外，对于较厚铁磁层还可能发生 $\pi/4$ 面内旋转。此外，在弹道极限下对该结构 $T_c$ 的计算显示出对磁化面内取向的依赖性，这与我们此前在扩散极限下的结果相反。这一发现与薄膜异质结构相关，因为它们很可能处于输运的弹道 regime。最后，当考虑其他磁各向异性（如铁磁薄膜的形状各向异性）时，我们讨论了观测由超导转变诱导的磁各向异性的实验可行性。我们的工作表明，超导凝聚能原则上可在温度降至 $T_c$ 以下时触发薄膜铁磁体磁化的重取向，特别是对于具有弱磁各向异性的铁磁体。