Сверхпроводящая спинтроника: современное состояние и перспективы

А.С. Мельников^†^а, б, С.В. Миронов^а, А.В. Самохвалов^‡^а, б, А.И. Буздин^в
^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/
Web of Science

001112544300005
Scopus

2-s2.0-85145804006
ADS NASA

2022PhyU...65.1248M
Цитата: Мельников А С, Миронов С В, Самохвалов А В, Буздин А И "Сверхпроводящая спинтроника: современное состояние и перспективы" УФН 192 1339–1384 (2022)

BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 4 июня 2021, доработана: 7 июля 2021, одобрена в печать: 12 июля 2021

English citation: Mel’nikov A S, Mironov S V, Samokhvalov A V, Buzdin A I “Superconducting spintronics: state of the art and prospects” Phys. Usp. 65 1248–1289 (2022); DOI: 10.3367/UFNe.2021.07.039020

Список литературы (507) Статьи, ссылающиеся на эту (17) ↓ Похожие статьи (20)

Plastovets V, Buzdin A Phys. Rev. B 110 (14) (2024)
Shukrinov Yu M, Botha A E Phys. Part. Nuclei 55 1352 (2024)
Mazanik A A, Botha A E et al Phys. Rev. Applied 22 (1) (2024)
Birge N O, Satchell N 12 (4) (2024)
Kokurin I A, Averkiev N S Phys. Rev. B 109 (21) (2024)
Nashaat M, Kovalenko E, Shukrinov Yu M Phys. Rev. B 110 (2) (2024)
Kopasov A A, Mel’nikov A S Phys. Rev. B 110 (9) (2024)
Oyeniyi G T, Melchakova I A et al Applied Surface Science 672 160825 (2024)
Neilo A, Bakurskiy S et al Nanomaterials 14 245 (2024)
Shukrinov Yu M, Kovalenko E et al Phys. Rev. B 109 (2) (2024)
Meng H, Wu X-Q Acta Phys. Sin. 72 227402 (2023)
Sameh M, Shukrinov Yu M et al J. Phys.: Condens. Matter 35 345804 (2023)
Guarcello C, Bergeret F S, Citro R 123 (15) (2023)
Rüßmann P, Antognini S D et al Spintronics XVI, (2023) p. 107
Esin V D, Kazmin D Yu et al Jetp Lett. 118 847 (2023)
Uspenskaya L S, Egorov S V J. Surf. Investig. 17 S404 (2023)
Shukrinov Yu M Phys.-Usp. 65 317 (2022)