约瑟夫森自旋阀中铁磁绝缘体的相位诱导切换

我们研究了由两个铁磁绝缘体/扩散超导体双层结构被绝缘势垒隔开所组成的结中的约瑟夫森效应。通过计算系统的自由能，我们确定了两个不同的贡献：（i）电流源通过结产生超电流所做的功，以及（ii）由超导凝聚体穿过绝缘势垒介导的铁磁绝缘体之间的反铁磁耦合。这些贡献之间的竞争允许在铁磁绝缘体磁化的平行和反平行构型之间进行切换。我们明确表明，这种切换发生在有限温度下，并且超导相位差满足 $\pi/2 < \phi < 3\pi/2$。重要的是，这种效应可以在具有足够大的易平面各向异性能量的铁磁绝缘体中实现。使用现实的结参数，我们证明了切换可以由相位偏置控制，并由半磁通量子电压脉冲或外部磁场脉冲在微秒时间尺度上触发。这些结果为基于EuS/Al异质结构的可控约瑟夫森超导存储器件提供了一条途径。