Сверхпроводящая спинтроника: современное состояние и перспективы
А.С. Мельников†а,б,
С.В. Миронова,
А.В. Самохвалов‡а,б,
А.И. Буздинв аИнститут физики микроструктур РАН, ул. Ульянова 46, Нижний Новгород, 603950, Российская Федерация бНациональный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, просп. Гагарина 23, Нижний Новгород, 603950, Российская Федерация вUniversity of Bordeaux, LOMA UMR-CNRS 5798, Talence Cedex, F-33405, France
В последние годы достигнуты значительные успехи в новой области криоэлектроники — физике сверхпроводящих гибридных систем
на основе сверхпроводников (С) и ферромагнетиков (Ф), получившей название сверхпроводящей спинтроники. Приведены теоретические и экспериментальные результаты по изучению эффекта близости с ферромагнетиком, формирующего необычное сверхпроводящее состояние в окрестности СФ-границы и позволяющего управлять бездиссипативным зарядовым и спиновым транспортом в гибридных структурах, изменяя текстуру и свойства магнитной подсистемы. Особое внимание уделено анализу особенностей генерации на СФ-интерфейсе спин-триплетных куперовских пар, обеспечивающих наиболее эффективное взаимодействие между сверхпроводимостью и ферромагнетизмом, в том числе в системах с полной поляризацией зон по спину (half-metals) и заметным спин-орбитальным взаимодействием. Подробно обсуждаются не затронутые в предыдущих обзорах по сверхпроводящей спинтронике вопросы электродинамики структур сверхпроводник—ферромагнетик, включая особенности формирования неоднородных сверхпроводящих и магнитных состояний, обусловленных спин-орбитальным взаимодействием, дальнодействующими триплетными корреляциями в ферромагнетиках, электродинамическим эффектом близости и неустойчивостью типа Ларкин—-Овчинникова—Фульде—Феррелла с вектором модуляции в плоскости слоёв СФ-структуры. Отражено положение дел с современным экспериментом и указаны перспективные теоретические представления и проблемы, актуальные для дальнейшего развития сверхпроводящей спинтроники.
Ключевые слова: эффект близости, электромагнитный отклик, синглетные и триплетные сверхпроводящие корреляции, гибридные структуры сверхпроводник--ферромагнетик, спин-орбитальное взаимодействие PACS:74.20.−z, 74.78.−w, 85.25.−j (все) DOI:10.3367/UFNr.2021.07.039020 URL: https://ufn.ru/ru/articles/2022/12/g/ 001112544300005 2-s2.0-85145804006 2022PhyU...65.1248M Цитата: Мельников А С, Миронов С В, Самохвалов А В, Буздин А И "Сверхпроводящая спинтроника: современное состояние и перспективы" УФН192 1339–1384 (2022)
PT Journal Article
TI Сверхпроводящая спинтроника: современное состояние и перспективы
AU Мельников А С
FAU Мельников АС
AU Миронов С В
FAU Миронов СВ
AU Самохвалов А В
FAU Самохвалов АВ
AU Буздин А И
FAU Буздин АИ
DP 10 Dec, 2022
TA Усп. физ. наук
VI 192
IP 12
PG 1339-1384
RX 10.3367/UFNr.2021.07.039020
URL https://ufn.ru/ru/articles/2022/12/g/
SO Усп. физ. наук 2022 Dec 10;192(12):1339-1384
Поступила: 4 июня 2021, доработана: 7 июля 2021, одобрена в печать: 12 июля 2021