Сверхпроводящая спинтроника: современное состояние и перспективы
А.С. Мельникова,б,
С.В. Миронова,
А.В. Самохвалова,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
Обзор посвящен активно развивающейся в последнее десятилетие
области криоэлектроники — физике сверхпроводящих гибридных систем
на основе сверхпроводников (С) и ферромагнетиков (Ф), получившей
название сверхпроводящая спинтроника. Приведены основные
теоретические и экспериментальные результаты по изучению эффекта
близости с ферромагнетиком, который формирует необычное
сверхпроводящее состояние в окрестности СФ границы и дает
возможность управления бездиссипативным зарядовым и спиновым
транспортом в гибридных структурах путем изменения текстуры и
свойств 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. В отличие от
имеющихся в литературе обзоров по сверхпроводящей спинтронике,
подробно обсуждаются 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
Ларкина—Овчинникова—Фульде—Феррелла (ЛОФФ) с вектором модуляции в
плоскости слоев СФ структуры. Обзор включает как описание ситуации
с современным экспериментом, так и изложение перспективных
теоретических представлений и проблем, актуальных для дальнейшего
развития сверхпроводящей спинтроники.
Ключевые слова: эффект близости, электромагнитный отклик, синглетные и триплетные сверхпроводящие корреляции, гибридные структуры сверхпроводник - ферромагнетик, спин-орбитальное взаимодействие PACS:85.25.−j, 74.78.−w, 74.20.−z (все) DOI:10.3367/UFNr.2021.07.039020 Цитата: Мельников А С, Миронов С В, Самохвалов А В, Буздин А И "Сверхпроводящая спинтроника: современное состояние и перспективы" УФН, принята к публикации
Поступила: 4 июня 2021, доработана: 7 июля 2021, одобрена в печать: 12 июля 2021