超导自旋电子 SIsFS 器件的理论模型

受兼容单磁通量子（SFQ）电路的低温存储器开发近期进展的推动，我们对磁性 SIsFS 约瑟夫森结进行了理论研究，其中'S'为块体超导体，'s'为薄超导膜，'F'为金属铁磁体，'I'为绝缘体。我们计算了约瑟夫森电流随 s 层和 F 层厚度、温度以及 F 膜交换能量的变化关系。我们概述了这些结的几种工作模式，并展示了它们在$\pi$态下具有较大的临界电流$I_{C}$与正常态电阻$R_{N}$乘积的独特能力，该乘积可与 SFQ 电路中常用的 SIS 隧道结相媲美。我们开发了一个模型来描述外部磁场对这些器件中约瑟夫森临界电流的切换作用。结果与 Nb-Al/AlO${_x}$-Nb-Pd$_{0.99}$Fe$_{0.01}$-Nb 结的实验数据吻合良好。