Выпуски

 / 

2002

 / 

Февраль

  

Обзоры актуальных проблем


Конкуренция сверхпроводимости и магнетизма в гетероструктурах ферромагнетик/сверхпроводник

 а,  б,  в
а Институт физики металлов, Уральское отделение РАН, Екатеринбург, Российская Федерация
б Казанский государственный университет, физический факультет, Казань, Российская Федерация
в Казанский государственный технический университет, Филиал «Восток», Чистополь, Российская Федерация

В обзоре всесторонне изучено взаимное влияние сверхпроводимости и магнетизма в F/S-системах, образованных чередованием слоев ферромагнетика и сверхпроводника. В случае, когда ферромагнетик является металлом (FM), излагается теория эффекта близости в грязном пределе на основе уравнений Узаделя. Для FM/S-контактов и сверхрешеток сформулирована краевая задача, учитывающая конечную прозрачность FM/S границы, диффузионный и волновой режимы движения квазичастиц; вычислена критическая температура Tc как функция толщины ферромагнитного и сверхпроводящего слоев. На основе этого подхода дан детальный анализ многочисленных экспериментальных данных, хорошо подтверждающий рассматриваемую теорию. Показывается, что в FM/S-системах сверхпроводящее состояние является суперпозицией спаривания по механизму Бардина-Купера-Шриффера в S-слоях со спариванием по механизму Ларкина-Овчинникова-Фульде-Феррелла в FM-слоях. Исследуется конкуренция ферромагнитной и антиферромагнитной ориентации спонтанного момента в FM-слоях при 0- и π-фазной сверхпроводимости FM/S-систем. Для FI/S-структур, где FI — ферромагнитный диэлектрик, предлагается модель обменных взаимодействий, учитывающая, наряду с прямым обменом внутри FI-слоев, также косвенный обмен Рудермана-Киттеля-Касуи-Иосиды между локализованными спинами через электроны проводимости S-слоев. В рамках этой модели определяются возможные варианты взаимной подстройки сверхпроводящего и магнитного параметров порядка, строятся соответствующие фазовые диаграммы и объясняются экспериментальные результаты. Излагаются результаты теории эффекта Джозефсона в S/F/S-контактах и спин-зависящих транспортных явлений в F/S/F-контактах. Обсуждаются возможные технические применения этих явлений.

Текст: pdf
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
PACS: 74.50.+r, 74.62.−c, 74.80.Dm, 74.80.Fp (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0172.200202a.0113
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2002/2/a/
Цитата: Изюмов Ю А, Прошин Ю Н, Хусаинов М Г "Конкуренция сверхпроводимости и магнетизма в гетероструктурах ферромагнетик/сверхпроводник" УФН 172 113–154 (2002)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

English citation: Izyumov Yu A, Proshin Yu N, Khusainov M G “Competition between superconductivity and magnetism in ferromagnet/superconductor heterostructuresPhys. Usp. 45 109–148 (2002); DOI: 10.1070/PU2002v045n02ABEH001025

Список литературы (176) Статьи, ссылающиеся на эту (173) ↓ Похожие статьи (20)

  1. Robinson J W A, Samokhvalov A V, Buzdin A I Phys. Rev. B 99 (18) (2019)
  2. Rossignol B, Kloss T, Waintal X Phys. Rev. Lett. 122 (20) (2019)
  3. Krunavakarn B Physics Letters A 383 1341 (2019)
  4. Ishitaki M, Ohnishi K, Kimura T Jpn. J. Appl. Phys. 57 060310 (2018)
  5. Avdeev M V, Proshin Yu N Phys. Rev. B 97 (10) (2018)
  6. Eschrig M Phil. Trans. R. Soc. A 376 20150149 (2018)
  7. Birge N O Phil. Trans. R. Soc. A 376 20150150 (2018)
  8. Bergeret F S, Silaev M et al Rev. Mod. Phys. 90 (4) (2018)
  9. Alidoust M, Halterman K Phys. Rev. B 97 (6) (2018)
  10. Ohnishi K, Sakamoto M et al J. Phys.: Conf. Ser. 969 012028 (2018)
  11. Proshin Yu N, Avdeev M V Journal of Magnetism and Magnetic Materials 459 359 (2018)
  12. Montiel X, Eschrig M Phys. Rev. B 98 (10) (2018)
  13. Sun Sh-J, Chou H Results in Physics 11 123 (2018)
  14. Tumanov V A, Goryunov Yu V, Proshin Yu N Jetp Lett. 107 426 (2018)
  15. Borukhovich A S, Troshin A V Springer Series in Materials Science Vol. Europium Monoxide265 Chapter 4 (2018) p. 93
  16. Bartolomé E, Cayado P et al Adv. Electron. Mater. 3 1700037 (2017)
  17. Samokhvalov A V J. Exp. Theor. Phys. 125 298 (2017)
  18. Avdeev M V, Proshin Yu N Journal of Magnetism and Magnetic Materials 440 116 (2017)
  19. Koshina E A, Krivoruchko V N Low Temperature Physics 43 602 (2017)
  20. Tumanov V A, Proshin Yu N J Low Temp Phys 185 460 (2016)
  21. Krunavakarn B Physica C: Superconductivity and its Applications 527 63 (2016)
  22. Moore S A, Plummer G et al Appl. Phys. Lett. 108 042601 (2016)
  23. Avdeev M, Proshin Yu J Low Temp Phys 185 453 (2016)
  24. Aristomenopoulou E, Zeibekis M, Stamopoulos D Journal of Applied Physics 119 093904 (2016)
  25. Zhang Ch, Si W, Li Q Appl. Phys. Lett. 109 202601 (2016)
  26. Vdovichev S N, Nozdrin Yu N et al Jetp Lett. 104 329 (2016)
  27. Gelhausen J, Eschrig M Phys. Rev. B 94 (10) (2016)
  28. Khusainov M G, Khusainov M M et al IEEE Trans. Appl. Supercond. 26 1 (2016)
  29. Siva V, Pradhan P C et al Journal of Applied Physics 119 063902 (2016)
  30. Proshin Yu N, Avdeev M V Journal of Magnetism and Magnetic Materials 383 166 (2015)
  31. Avdeev M V, Proshin Yu N Jetp Lett. 102 96 (2015)
  32. Khaydukov Yu, Morari R et al Journal of Applied Physics 118 213905 (2015)
  33. Vasenko A S, Kawabata S et al Journal of Magnetism and Magnetic Materials 383 175 (2015)
  34. Matusiak M, Lochmajer H et al Supercond. Sci. Technol. 28 115002 (2015)
  35. Proshin Yu N, Avdeev M V Physics Procedia 75 356 (2015)
  36. Eschrig M Rep. Prog. Phys. 78 104501 (2015)
  37. Kononenko V V, Tarenkov V Yu et al Low Temperature Physics 41 199 (2015)
  38. Chacón H U D, Sousa M A et al Journal of Magnetism and Magnetic Materials 390 114 (2015)
  39. Proshin Yu N, Avdeev M V J Low Temp Phys 179 113 (2015)
  40. Eschrig M, Cottet A et al New J. Phys. 17 083037 (2015)
  41. Ohnishi K, Ono Yu et al Sci Rep 4 (1) (2015)
  42. Staneva A D, Blagoev B S et al Journal of Alloys and Compounds 582 223 (2014)
  43. Garifullin I A, Garif’yanov N N et al Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 78 1341 (2014)
  44. Avdeev M V, Proshin Yu N Supercond. Sci. Technol. 27 035006 (2014)
  45. Stamopoulos D, Aristomenopoulou E, Lagogiannis A Supercond. Sci. Technol. 27 095008 (2014)
  46. De Luca G M, Ghiringhelli G et al Nat Commun 5 (1) (2014)
  47. Proshin Yu N, Tumanov V A J. Phys.: Conf. Ser. 568 022042 (2014)
  48. Proshin Yu N, Avdeev M V J. Phys.: Conf. Ser. 507 022026 (2014)
  49. Proshin Yu, Avdeev M J. Phys.: Conf. Ser. 568 022041 (2014)
  50. Prajapat C L, Yashwant G et al J Supercond Nov Magn 27 379 (2014)
  51. Proshin Y, Avdeev M, Khusainov M M J. Phys.: Conf. Ser. 568 022040 (2014)
  52. Khaydukov Yu N, Nagy B et al Jetp Lett. 98 107 (2013)
  53. Avdeev M V, Proshin Yu N J. Exp. Theor. Phys. 117 1101 (2013)
  54. Perez F, Baca E et al J Supercond Nov Magn 26 2289 (2013)
  55. Avdeev M V, Tsarevskii S L, Proshin Yu N Journal of the Korean Physical Society 63 466 (2013)
  56. Proshin Yu, Avdeev M et al Journal of Magnetism and Magnetic Materials 324 3478 (2012)
  57. Vlasko-Vlasov V, Buzdin A et al Phys. Rev. B 85 (6) (2012)
  58. Zyuzin A Yu Jetp Lett. 96 467 (2012)
  59. Ataklti G W, Aladyshkin A Yu et al Supercond. Sci. Technol. 25 065015 (2012)
  60. Mironov S, Mel’nikov A, Buzdin A Phys. Rev. Lett. 109 (23) (2012)
  61. Bobkova I V, Bobkov A M Phys. Rev. Lett. 108 (19) (2012)
  62. Minnullin A N, Khusainov M M, Proshin Yu N J. Phys.: Conf. Ser. 394 012016 (2012)
  63. Singh G, Joshi P C, Budhani R C Physica C: Superconductivity 472 44 (2012)
  64. Khusainov M M, Proshin Yu N J. Phys.: Conf. Ser. 394 012017 (2012)
  65. Tumanov V A, Proshin Yu N SSP 190 425 (2012)
  66. Khusainov M G, Khusainov M M, Proshin Y N SSP 190 413 (2012)
  67. Garifullin I A Jetp Lett. 93 612 (2011)
  68. Tumanov V A, Proshin Yu N Phys. Solid State 53 1776 (2011)
  69. Khusainov M G, Petrushenko Yu Y et al J. Phys.: Conf. Ser. 291 012046 (2011)
  70. Nikitin A M, Borisov M M et al Crystallogr. Rep. 56 858 (2011)
  71. Gulyaev Yu V, Tarasenko S V, Shavrov V G Uspekhi Fizicheskikh Nauk 181 595 (2011)
  72. Stoyanova-Ivanova A K, Staneva A D et al Philosophical Magazine Letters 91 190 (2011)
  73. Kozin M G, Romashkina I L Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 74 330 (2010)
  74. Mateev E, Blagoev B, Nurgaliev T J. Phys.: Conf. Ser. 223 012028 (2010)
  75. Bending S J, Milošević Milorad V, Moshchalkov V V Nanoscience and Engineering in Superconductivity NanoScience and Technology Chapter 12 (2010) p. 299
  76. Yang H, Yang S-H et al Nature Mater 9 586 (2010)
  77. Avdeev M, Khusainov M et al Supercond. Sci. Technol. 23 105005 (2010)
  78. Aladyshkin A Yu, Volodin A P, Moshchalkov V V Journal of Applied Physics 108 033911 (2010)
  79. Aladyshkin A Yu, Fritzsche J, Moshchalkov V V Physica C: Superconductivity 470 883 (2010)
  80. Mandal S Phys. Rev. B 81 (1) (2010)
  81. Proshin Yu, Khusainov M, Khusainov M Physica C: Superconductivity 470 874 (2010)
  82. Vlasko-Vlasov V, Welp U et al Phys. Rev. B 82 (10) (2010)
  83. Aladyshkin A Yu, Silhanek A V et al Supercond. Sci. Technol. 22 053001 (2009)
  84. Linder Ja, Zareyan M, Sudbø A Phys. Rev. B 79 (6) (2009)
  85. Karapetrov G, Milošević M V et al Phys. Rev. B 80 (18) (2009)
  86. Avdeev M, Khusainov M et al J. Phys.: Conf. Ser. 150 052011 (2009)
  87. Proshin Yu, Luchkin R, Khusainov M J. Phys.: Conf. Ser. 150 052215 (2009)
  88. Karapetrov G, Belkin A et al J. Phys.: Conf. Ser. 150 052095 (2009)
  89. Fazleev N G, Proshin Y N, Khusainov M G Journal of Applied Physics 105 07E128 (2009)
  90. Hoppler J, Stahn J et al Nature Mater 8 315 (2009)
  91. Khusainov M G, Khusainov M M et al Jetp Lett. 90 359 (2009)
  92. Khusainov M G, Khusainov M M et al Jetp Lett. 90 124 (2009)
  93. Salikhov R I, Garif’yanov N N et al Phys. Rev. B 80 (21) (2009)
  94. Proshin Yu N, Luchkin R G, Khusainov M G Journal of Magnetism and Magnetic Materials 321 920 (2009)
  95. Nikitenko Yu V Phys. Part. Nuclei 40 890 (2009)
  96. Khusainov M G, Khusainov M M et al Jetp Lett. 89 626 (2009)
  97. Efetov K B, Garifullin I A et al Springer Tracts in Modern Physics Vol. Magnetic Heterostructures227 Chapter 5 (2008) p. 251
  98. Kulić M L, Buzdin A I Superconductivity Chapter 4 (2008) p. 163
  99. Vlasko-Vlasov V K, Welp U et al Phys. Rev. B 78 (21) (2008)
  100. Andreeva M A, Monina N G et al Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms 266 187 (2008)
  101. De Long L E, Kryukov S A et al Physica C: Superconductivity and its Applications 468 523 (2008)
  102. Belkin A, Novosad V et al Appl. Phys. Lett. 93 072510 (2008)
  103. Senapati K, Budhani R C Pramana - J Phys 69 267 (2007)
  104. Rachataruangsit T, Yoksan S Physica C: Superconductivity and its Applications 467 156 (2007)
  105. Aksenov V L, Ignatovich V K, Nikitenko Yu V J. Synch. Investig. 1 533 (2007)
  106. Fabian Ja, Matos-Abiague A et al 57 (4-5) (2007)
  107. Garifullin I A, Garif’yanov N N et al J. Exp. Theor. Phys. 105 227 (2007)
  108. Deen P P, Yokaichiya F et al Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310 2286 (2007)
  109. Aladyshkin A Yu, Ryzhov D A et al Phys. Rev. B 75 (18) (2007)
  110. Rachataruangsit T, Yoksan S Physica C: Superconductivity and its Applications 455 39 (2007)
  111. Popkov S I, Balaev D A et al Physica C: Superconductivity 460-462 1311 (2007)
  112. Huang S -Y, Lee S F et al Phys. Rev. B 76 (2) (2007)
  113. Haindl S, Weisheit M et al Physica C: Superconductivity and its Applications 463-465 1001 (2007)
  114. Joshi A G, Kryukov S A et al Journal of Applied Physics 101 09G117 (2007)
  115. Siqueira E C, de Lima O F J Mater Sci 42 2318 (2007)
  116. Aksenov V L, Nikitenko Yu V et al Crystallogr. Rep. 52 381 (2007)
  117. Garifullin I A, Tikhonov D A et al J Supercond 20 91 (2007)
  118. Izyumov Y A, Khusainov M G, Proshin Y N Low Temperature Physics 32 809 (2006)
  119. Khusainov M G, Khusainov M M, Proshin Yu N Journal of Magnetism and Magnetic Materials 300 e243 (2006)
  120. Proshin Yu N, Zimin A et al Phys. Rev. B 73 (18) (2006)
  121. Gillijns W, Aladyshkin A Yu et al Physica C: Superconductivity and its Applications 437-438 73 (2006)
  122. Moraru I C, Pratt W P, Birge N O Phys. Rev. B 74 (22) (2006)
  123. Proshin Yu N, Zimin A P et al Journal of Magnetism and Magnetic Materials 300 83 (2006)
  124. Gupta L C Advances in Physics 55 691 (2006)
  125. Balaev D A, Popkov S I et al Phys. Solid State 48 2046 (2006)
  126. Deen P P, Yokaichiya F et al Phys. Rev. B 74 (22) (2006)
  127. Tarasenko O S, Tarasenko S V, Yurchenko V M Crystallogr. Rep. 51 296 (2006)
  128. Fazleev N G, Khusainov M M et al Journal of Applied Physics 99 08M506 (2006)
  129. Blamire M G Supercond. Sci. Technol. 19 S132 (2006)
  130. Aladyshkin A Yu, Moshchalkov V V Phys. Rev. B 74 (6) (2006)
  131. Krawiec M J. Phys.: Condens. Matter 18 6923 (2006)
  132. Moraru I C, Pratt W P, Birge N O Phys. Rev. Lett. 96 (3) (2006)
  133. Stahn J, Chakhalian J et al Phys. Rev. B 71 (14) (2005)
  134. Vedyayev A, Lacroix C et al Europhys. Lett. 71 679 (2005)
  135. Krivoruchko V N J Low Temp Phys 139 127 (2005)
  136. Bergeret F S, Volkov A F, Efetov K B Rev. Mod. Phys. 77 1321 (2005)
  137. Buzdin A I Rev. Mod. Phys. 77 935 (2005)
  138. Gillijns W, Aladyshkin A Yu et al Phys. Rev. Lett. 95 (22) (2005)
  139. Deen P P, Goff J P et al J. Phys.: Condens. Matter 17 3305 (2005)
  140. Krivoruchko V N, Koshina E A Low Temperature Physics 31 123 (2005)
  141. Krivoruchko V N Phys. Solid State 47 1814 (2005)
  142. Halterman K, Valls O T Physica C: Superconductivity 420 111 (2005)
  143. Pang B S H, Bell C et al Physics Letters A 341 313 (2005)
  144. Krivoruchko V N J Low Temp Phys 139 127 (2005)
  145. Pugach N G, Vedyayev A V Journal of Magnetism and Magnetic Materials 290-291 94 (2005)
  146. Györffy B L, Krawiec M, Annett J F NATO Science Series II: Mathematics, Physics and Chemistry Vol. Physics of Spin in Solids: Materials, Methods and Applications156 Chapter 1 (2005) p. 1
  147. Bell C, Loloee R et al Phys. Rev. B 71 (18) (2005)
  148. Lyuksyutov * I F, Pokrovsky V L Advances in Physics 54 67 (2005)
  149. Žutić I, Fabian Ja, Das S S Rev. Mod. Phys. 76 323 (2004)
  150. Bergeret F S, Volkov A F, Efetov K B Phys. Rev. B 69 (17) (2004)
  151. Bergeret F S, García N Phys. Rev. B 70 (5) (2004)
  152. Bergeret F S, Volkov A F, Efetov K B NATO Science Series II: Mathematics, Physics and Chemistry Vol. Fundamental Problems of Mesoscopic Physics154 Chapter 15 (2004) p. 251
  153. Tarasenko O S, Tarasenko S V, Yurchenko V M Phys. Solid State 46 2275 (2004)
  154. Tarasenko O S, Tarasenko C V, Yurchenko V M Acoust. Phys. 50 602 (2004)
  155. Singh A, Aswal D K et al Supercond. Sci. Technol. 17 342 (2004)
  156. Halterman K, Valls O T Phys. Rev. B 70 (10) (2004)
  157. Andreeva M A, Häggström L et al ICAME 2003 Chapter 86 (2004) p. 607
  158. Pang B S H, Tomov R I et al Physica C: Superconductivity 415 118 (2004)
  159. Soltan S, Albrecht J, Habermeier H -U Phys. Rev. B 70 (14) (2004)
  160. Chen F, Gorshunov B et al Solid State Communications 131 295 (2004)
  161. Krawiec M, Györffy B L, Annett J F Phys. Rev. B 70 (13) (2004)
  162. Krivoruchko V Nanostructured Magnetic Materials and their Applications Chapter 10 (2004) p. 109
  163. Baladié I, Buzdin A Phys. Rev. B 67 (1) (2003)
  164. Khokhlov V A, Prokhorov A Yu et al Low Temperature Physics 29 113 (2003)
  165. Buzdin A, Baladié I Phys. Rev. B 67 (18) (2003)
  166. Bergeret F S, Volkov A F, Efetov K B Phys. Rev. B 68 (6) (2003)
  167. Khusainov M G, Proshin Yu N Uspekhi Fizicheskikh Nauk 173 1385 (2003)
  168. Balaev D A, Shaihutdinov K A et al Solid State Communications 125 281 (2003)
  169. Koshina E A, Krivoruchko V N Low Temperature Physics 29 642 (2003)
  170. Fominov Ya V, Kupriyanov M Yu, Feigel’man M V Uspekhi Fizicheskikh Nauk 173 113 (2003)
  171. Shaikhutdinov K A, Balaev D A et al Phys. Solid State 45 1866 (2003)
  172. Bell C, Tarte E J et al Phys. Rev. B 68 (14) (2003)
  173. Volkov A F, Bergeret F S, Efetov K B Phys. Rev. Lett. 90 (11) (2003)

© Успехи физических наук, 1918–2019
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение