介观超导体中的自旋不平衡与自旋 - 电荷分离
超导电性
2013-02-19 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
当自旋极化电子进入超导体时会发生什么？处于平衡态且有限温度下的超导体既包含凝聚相中配对的粒子（自旋相反），也包含未配对的、自旋随机化的准粒子。因此，将自旋极化电子注入超导体既会产生自旋不平衡也会产生电荷不平衡 [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]（分别为 Q* 和 S*，参见文献 [4]）。当注入停止时，这些不平衡必须弛豫，但不一定在相同的时间（或长度）尺度上，因为自旋弛豫需要自旋依赖的相互作用，而电荷弛豫则不需要。这些不同的弛豫时间可以通过建立连续注入与弛豫之间的动态平衡来探测，从而导致不随时间变化的自旋和电荷不平衡。这些不平衡与其各自的弛豫时间及注入电流成比例。虽然超导体中的电荷不平衡已在理论上 [8] 和实验上 [9] 得到详细研究，但尽管有关于自旋 - 电荷分离效应的有趣理论预言 [11, 12]，自旋不平衡尚未受到太多的实验关注 [6, 10]。例如，如果自旋弛豫时间长于电荷弛豫时间，即 Q* 比 S* 弛豫得更快，就可能出现这种情况。从根本上说，超导体中的自旋 - 电荷解耦是可能的，因为准粒子可以具有 e 到 -e 之间的任意电荷，而且凝聚体充当了粒子库 [13, 11, 12]。在此，我们展示了介观超导体中近乎无电荷的自旋不平衡的证据。
引用
@article{arxiv.1208.0500,
title = {Spin Imbalance and Spin-Charge Separation in a Mesoscopic Superconductor},
author = {C. H. L. Quay and D. Chevallier and C. Bena and M. Aprili},
journal= {arXiv preprint arXiv:1208.0500},
year = {2013}
}