混合超导体/铁磁体结构中拓扑磁纹理诱导的迈斯纳电流
超导电性
2020-07-09 v2 介观与纳米尺度物理
强关联电子
摘要
邻近超导体的拓扑自旋构型因其在自旋电子学中的潜在应用以及作为实现非平庸拓扑超导体的另一平台而近期备受关注。这些应用要求精确了解已有的交换场和/或杂散场，因此它们对这些体系的研究至关重要。本文中，我们确定了由 F 层中各种非均匀磁纹理在超导体/铁磁体/超导体（S/F/S）结中产生的有效杂散场与迈斯纳电流。非均匀性源于具有平直畴壁（DW）的周期结构，或由孤立手性磁斯格明子（Sk）引起。我们考虑了 Bloch 型与 N\'{e}el 型 Sk，并详细分析了不同类型 DW 的周期结构——即具有面内与面外磁化矢量的有限宽度 Bloch 型 DW（BDW）与 N\'{e}el 型 DW（NDW）。结果表明，Bloch 型与 N\'{e}el 型磁纹理的场与迈斯纳电流空间分布存在定性差异。对于 Bloch 型 Sk 与 DW，上下 S 层中的空间分布相同，而对于 N\'{e}el 型磁纹理则不对称。决定临界温度且与杂散场矢势相关的拆对因子，其最大值可位于磁畴中心，也可如我们所展示的位于 DW 上方。对于 Sk，最大值位于 Sk 半径内有限距离处。基于此，我们研究了存在 DW 时超导的成核。由于 N\'{e}el 型结构的不对称性，上下 S 层的临界温度预期不同。所得结果亦可应用于 S/F 双层。
引用
@article{arxiv.2003.12395,
title = {Meissner Currents Induced by Topological Magnetic Textures in Hybrid Superconductor/Ferromagnet Structures},
author = {Samme M. Dahir and Anatoly F. Volkov and Ilya M. Eremin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.12395},
year = {2020}
}
备注
15 pages, 7 figures