超导体/铁磁体异质结构中近距离效应理论
超导电性
2016-08-31 v3 材料科学
摘要
我们提出了一种关于铁磁体/超导体/铁磁体(F/S/F)纳米结构近距离效应的微scopic理论，其中S为s型低温超导体，F为3d过渡金属铁磁层。我们的方法基于对正规Green函数和异常Green函数求解格子赫尔曼方程，同时对超导临界温度进行自洽求解。我们考虑了弹性自旋守恒电子散射，假设在S层中为s型散射，在F层中为s-d散射。根据先前的准经典理论，我们发现由于铁磁体中的交换场，异常Green函数F(z)随着距离S/F界面z的增大在F层中表现为衰减振荡。其中，振荡周期的一半由长度\xi_m^0=\pi v_F/E_ex决定，其中v_F为费米速度，E_ex为交换场；衰减由长度l_0=(1/l_{\uparrow}+1/l_{\downarrow})^{-1}决定，其中l_{\uparrow}和l_{\downarrow}分别为铁磁体中自旋依赖的平均自由路长。超导临界温度T_c(d_F)随着F层厚度d_F的变化表现为衰减振荡，周期为\xi_F=\pi/\sqrt{m E_ex},其中m为有效电子质量。我们指出，无论是超导体还是铁磁体中的强自旋守恒散射都会显著抑制这些振荡。计算得到的T_c(d_F)曲线与Fe/Nb/Fe三层结构和Nb/Co多层结构的实验数据得到较好一致。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0112034,
title = {Theory of proximity effect in superconductor/ferromagnet heterostructures},
author = {A. Bagrets and C. Lacroix and A. Vedyayev},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0112034},
year = {2016}
}
备注
13 pages, REVTeX4, 8 PS-figures; improved version, submitted to PRB