利用重金属界面实现de Gennes绝对超导开关
超导电性
2026-02-16 v1 材料科学
摘要
1966年，皮埃尔-吉勒·德热纳提出了一种在磁性器件中非易失性地开关超导性的机制。该机制涉及夹在铁磁（F）绝缘体之间的超导体（S），其中净磁交换场可通过F层的磁化方向控制。由于超导开关在多种应用中具有吸引力，人们对F/S/F结构进行了广泛研究。尽管这些研究证明了超导临界温度（T_c）对F层平行（P）和反平行（AP）磁化方向的敏感性，但相应的T_c偏移（即ΔT_c = T_{c,AP} - T_{c,P}）低于预测值，且ΔT_c仅占T_{c,AP}的一小部分，阻碍了应用的发展。在此，我们报告了EuS/Au/Nb/EuS结构，其中EuS是绝缘铁磁体，Nb是超导体，Au是重金属。对于P磁化，该结构中的超导态被抑制到最低测量温度20 mK，这意味着ΔT_c/T_{c,AP}实际上为1。这种所谓的绝对开关效应的关键在于EuS/Au界面处可观的自旋混合电导，它确保了稳健的磁邻近效应，释放了F/S/F开关在低功耗电子学中的潜力。
引用
@article{arxiv.2404.16264,
title = {Realisation of de Gennes$'$ Absolute Superconducting Switch with a Heavy Metal Interface},
author = {Hisakazu Matsuki and Alberto Hijano and Grzegorz P. Mazur and Stefan Ilic and Binbin Wang and Yuliya Alekhina and Kohei Ohnishi and Sachio Komori and Yang Li and Nadia Stelmashenko and Niladri Banerjee and Lesley F. Cohen and David W. McComb and F. Sebastian Bergeret and Guang Yang and Jason W. A. Robinson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.16264},
year = {2026}
}