?
Плотность состояний в сверхпроводящем спиновом вентиле с ферромагнитными изоляторами
Рассматривается спиновый вентиль, состоящий из одного сверхпроводящего слоя и двух ферромаг-
нитных изоляторов по краям сверхпроводника. Контакт рассмотрен в грязном пределе, в котором функция
Грина сверхпроводника подчиняется уравнению Узаделя. Уравнения Узаделя дополнены соответствую-
щими граничными условиями, моделирующими эффект близости сверхпроводника с ферромагнитным
изолятором. Исследование системы проводилось путем численного решения уравнений Узаделя вкупе с
уравнением самосогласования для сверхпроводящего параметра порядка. Численный метод представляет
собой стандартную итерационную процедуру решения интегро-дифференциального уравнения. На основе
численного решения уравнений Узаделя были рассчитаны зависимости плотности электронных состояний
от энергии при различных углах разориентации векторов намагниченности ферромагнитных изоляторов и
толщинах сверхпроводника. Благодаря взаимодействию с ферромагнетиком, на границах сверхпроводника
происходит конверсия синглетных спиновых корреляций в триплетные. Их характерным признаком явля-
ется возникновение пика при нулевом смещении в зависимости плотности электронных состояний от
энергии квазичастиц. В результате выполнения работы показано, что данный пик действительно возника-
ет и подробно изучены его свойства. В частности, исследовано изменение положения и высоты пика при
варьировании угла разориентации векторов намагниченности ферромагнитных слоев и при изменении
толщины сверхпроводящего слоя. Пик при нулевом смещении оказывает влияние на критическую темпе-
ратуру сверхпроводящего перехода, подавляя сверхпроводящую щель и, соответственно, повышая крити-
ческую температуру. Так как его высота зависит от взаимной ориентации векторов намагниченности фер-
ромагнитных слоев, показано, что, управляя их ориентацией, возможно открывать и закрывать прохожде-
ние сверхпроводящего тока через гетероструктуру. То есть, продемонстрирован эффект спинового венти-
ля. Результаты численного расчета визуализированы путем построения трехмерного графика зависимости
плотности состояний от энергии квазичастиц и угла разориентации векторов намагниченности ферромаг-
нитных слоев. Также построены графики зависимости плотности состояний при энергии квазичастиц,
равной энергии Ферми, от угла разориентации ферромагнитных слоев для различных толщин сверхпрово-
дящего слоя в гетероструктуре.