核心概念
이 논문은 2차원 금속 반강자성체를 약한 링크로 사용하는 조셉슨 접합에서 쿠퍼 쌍의 전송에 대한 이론적 연구를 제시하며, 특히 비가역적인 조셉슨 전류 및 쿠퍼 삼중항의 부격자 선택적 전송에 초점을 맞춥니다.
摘要
조셉슨 접합에서 쿠퍼 삼중항의 비가역적 전송 및 부격자 선택성 연구
본 연구 논문에서는 2차원 금속 반강자성체(AF)를 약한 링크로 사용하는 조셉슨 접합(JJ)에서의 쿠퍼 쌍 전송에 대한 이론적 연구를 수행했습니다. 특히, 접합의 비가역적인 조셉슨 전류 및 쿠퍼 삼중항의 부격자 선택적 전송에 초점을 맞추었습니다.
초전도체와 자성체를 결합한 시스템은 지난 수십 년 동안 활발하게 연구되어 왔습니다. 이러한 시스템은 이종 구조에서 서로 경쟁하고 억압하는 경향이 있지만, 결합될 경우 놀라운 새로운 효과를 나타내고 새로운 기능을 구현할 수 있습니다. 이 분야의 대부분 연구는 초전도체-강자성체 시스템의 전자 전송에 중점을 두고 있습니다.
반면, 초전도체-반강자성체(AF) 접합은 초기에 큰 관심을 끌지 못했습니다. 그러나 최근 AF에 대한 연구 결과에 따르면, 이러한 물질은 자기적 "중립성"에도 불구하고 뛰어난 스핀 전송 특성으로 인해 다양한 스핀트로닉스 응용 분야에 성공적으로 통합될 수 있습니다. 따라서 초전도체-AF 이종 구조에 대한 연구에서도 흥미로운 결과를 기대할 수 있습니다.
본 연구에서는 2차원(2D) 무질서 금속 AF를 약한 링크로 사용하는 평면 JJ를 고려했습니다. 이 JJ는 위상 바이어스가 있으며, 벌크 초전도체는 얇은 강자성체 층을 통해 AF 필름과 접촉합니다. 강자성체 층은 AF에서 장거리 쿠퍼 삼중항을 혼합합니다. AF-S 접촉을 통한 약한 터널 결합 체제를 가정했습니다. 이 근사치 내에서 준고전적 그린 함수 형식을 사용하지 않고 조셉슨 전류를 계산했습니다. 따라서 삼중항 상관 함수의 상호 결합된 벡터 성분에 대한 확산 방정식을 얻었습니다. 이러한 방정식을 기반으로 강자성체 층의 자화 방향에 대한 조셉슨 전류의 의존성을 계산했습니다. 확산 방정식은 접촉의 자화 방향에 따라 부격자 선택적인 것으로 나타났습니다.