超导自旋过滤隧道结中的自旋极化 Josephson 电流与准粒子电流

我们对超导隧道结中自旋过滤效应对 Josephson 电流与耗散准粒子电流的影响进行了理论研究。通过结合准经典 Green 函数与隧道 Hamiltonian 方法，我们描述了一个通用结的输运性质，该结由两个具有有效交换场 h 的超导电极以及分隔它们的自旋过滤绝缘势垒组成。我们表明，除了总自旋投影 Sz = 0 的 Cooper 对隧穿外，还存在由等自旋 Cooper 对引起的对 Josephson 电流的另一贡献。只要场 h 与势垒的磁化方向非共线，后者即为有限值且不受自旋过滤效应的影响。我们还确定了对称结的准粒子电流，并表明微分电导可能会在取决于自旋过滤极化以及交换场与势垒磁化方向之间相对角的不同电压值处出现峰值。我们的发现为现有带磁势垒 Josephson 结的实验提供了合理的解释，预测了新效应，并展示了如何在混合结构中产生自旋极化超流。