三重态超导/铁磁/单态(三重态)超导结约瑟夫森效应:基于松原格林函数方法的研究

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最近这些年,由铁磁和各种不同配对的超导组成的约瑟夫森结因其丰富的物理现象和潜在的设备应用受到人们的广泛关注。在本文第一部分,我们利用松原格林函数方法研究了在s波超导/铁磁/p波超导结中的约瑟夫森效应。其中,p波超导中分别考虑了三种不同的配对。电流-相位差关系是约瑟夫森效应研究中非常重要的内容之一,它对p波超导能隙配对的自旋和轨道部分非常敏感。我们发现只有当p波超导能隙含有kx的奇次项且d矢量含有与铁磁极化方向平行的分量时,电流的最低阶震荡项cosψ(ψ是左右超导的相位差)才会出现非零的现象。  我们深入研究了这个反常震荡项cosψ随铁磁宽度和强度的关系。我们发现了许多有趣的现象,其中最重要的现象是通过调节系统中这两个参数会出现0-π转变。另一个重要的发现是:当铁磁极化角从0到π/2转变时,约瑟夫森临界电流大小有显著的变化。这个现象意味着该结构可以用于制造约瑟夫森电流开关。  在本文第二部分,我们讨论了非中心对称性超导/铁磁/非中心对称性超导结中的约瑟夫森效应,其中考虑了三种配对:s+p,dxy+p,dx2-y2+f。我们分析了这个结构的Andreev束缚态,并给出了电流-相位差关系的数值计算结果。
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