盘状约瑟夫森结中自旋三重态超电流的异常分布

铁磁金属中诱导出的 s 波自旋三重态库珀对现象已被研究十余年，其主要方面已得到较好理解。将超导体中的 s 波单态对转换为铁磁体中的 s 波三重态对的关键在于，在与超导体界面处构建明确的磁性非均匀结构（即“发生器”）。通常采用垂直层状堆叠实现，其中两层具有均匀但非共线磁化的独立薄铁磁层提供非均匀性。另一种可能是磁纹理，如铁磁畴壁与涡旋，也可作为三重态发生器，尽管相关研究甚少。在本文中，我们回顾了关于横向盘状约瑟夫森结的实验，其中铁磁底层借助圆盘形状提供具有涡旋磁化的弱连接。我们展示了三种不同的结构型，各自具有其发生器机制。第一种中，我们利用与第二铁磁层的非共线来产生三重态关联。第二种构型仅由底部铁磁体与超导体接触构成；它依赖涡旋磁化自身来产生自旋极化超电流。第三种情况中，我们通过结合常规超导体（NbTi）与半金属性铁磁氧化物（La$_{0.7}$Sr$_{0.3}$MnO$_3$）利用一种本征发生器。我们在所有情况下均发现强超电流。一个尤其有趣的发现是，超电流被强烈限制在器件边缘，这与产生机制无关，而直接关联于其三重态本质。造成这些边缘电流的原因仍是一个开放问题。