石墨烯铁磁体-绝缘体-超导体结的隧穿电导

我们通过求解自旋极化的 Dirac-Bogoliubov-de-Gennes 方程，在 Blonder-Tinkham-Klapwijk 形式体系下研究了石墨烯铁磁体-绝缘体-超导体 (FIS) 结的输运性质。我们发现，在交换相互作用存在的情况下，石墨烯 FIS 结中的逆向和镜面 Andreev 反射被显著改变，并且隧穿电流的自旋极化 ($P_T$) 可以通过偏置电压 ($V$) 从正值调谐到负值。在薄势垒极限下，石墨烯 FIS 结的电导 $G$ 作为势垒强度 $\chi$ 的函数振荡。电导振荡的幅度和相位都随交换能 $E_{ex}$ 变化。对于 $E_{ex}<E_F$ (费米能)，振荡幅度随 $E_{ex}$ 减小。对于 $E_{ex}^{c}>E_{ex}>E_F$，振荡幅度随 $E_{ex}$ 增大，其中 $E_{ex}^{c}=2E_{F}+U_{0}$ ($U_{0}$ 是施加在结的超导段上的静电势)。对于 $E_{ex} > E_{ex}^{c}$，振荡幅度再次随 $E_{ex}$ 减小。有趣的是，对于 $E_{ex}>E_F$ 和 $E_{ex}<E_F$ 的情况，$G-\chi$ 曲线之间存在 $\chi$ 的 $\pi/2$ 通用相位差。最后，我们发现逆向和镜面 Andreev 反射之间的转变发生在 $eV=|E_{F}-E_{ex}|$ 和 $eV=E_{ex}+E_{F}$ 处，因此这些偏置电压附近电导的奇异行为源于镜面和逆向 Andreev 反射之间输运性质的差异。