铁磁体/铁磁体/超导体纳米结构中的近邻效应与三重态关联

我们报告了对清洁铁磁体/铁磁体/超导体 (${\rm F_1F_2S}$) 异质结构中超导近邻效应的研究结果，其中 S 中的配对态为常规单态 s 波。我们数值求解了 Bogoliubov-de Gennes (BdG) 方程的自洽解，并利用这些解计算了相关的物理量。通过线性化 BdG 方程，我们得到了超导转变温度 $T_c$ 作为 $\rm F_1$ 和 $\rm F_2$ 中交换场之间夹角 $\alpha$ 的函数。我们发现 ${\rm F_1F_2S}$ 系统中的 $T_c(\alpha)$ 结果与 ${\rm F_1 S F_2}$ 系统明显不同，后者的 $T_c$ 随 $\alpha$ 单调增加并在反平行磁化时达到最高。在此，$T_c(\alpha)$ 通常是非单调函数，且常在 $\alpha \approx 80^{\circ}$ 附近出现极小值。对于某些交换场值和层厚，系统表现出关于 $\alpha$ 的再入超导性：随着 $\alpha$ 增加，系统从超导态转变为正常态，然后再返回超导态。凝聚能的计算证实了这一现象。除了普通的单态配对振幅外，我们还计算了诱导的奇三重态配对振幅。结果表明等自旋三重态配对与表征 $T_c$ 的单态配对态之间存在联系。我们还发现诱导的三重态振幅在 S 侧和 F 侧都可以是非常长程的，并表征了其范围。我们讨论了磁性区域和 S 区域的平均态密度，及其与配对振幅和 $T_c$ 的关系。此外，还研究了表现出反向近邻效应的局域磁化矢量。