Квазичастичный ток в баллистических FScN-контактах

Abstract

Исследованы вольт-амперные характеристики (ВАХ) баллистических F/ScN-контактов, образованных гибридным F/S-бислоем ферромагнитного (F) и сверхпроводящего (S) металлов и нормальным (N) металлом. Предполагается, что размеры сужения с много меньше длины свободного пробега электронов и сверхпроводящей длины когерентности, а прозрачность достаточно высока. Рассчитаны амплитуды андреевского и нормального отражений электронов с заданной ориентацией спина от области геометрического сужения. Показано, что обменное поле (hex), индуцированное в S-металле, приводит к спиновому расщеплению особенностей в дифференциальной проводимости контакта. Измерения величины спинового расщепление проводимости контакта, которая пропорциональна hex, позволяют исследовать наведенный магнетизм сверхпроводников в гибридных S/F-структурах с помощью измерения ВАХ F/ScN-контактов.

Досліджено вольт-амперні характеристики (ВАХ) балістичних F/ScN-контактів, утворених гібридним F/S-бішаром феромагнітного (F) і надпровідного (S) металів та нормальним (N) металом. Передбачається, що розміри звуження с набагато менше довжини вільного пробігу електронів і надпровідної довжини когерентності, а прозорість досить висока. Розраховано амплітуди андріївського й нормального відбиттів електронів із заданою орієнтацією спіна від області геометричного звуження. Показано, що обмінне поле (hex), що індуковано в S-металі, приводить до спінового розщеплення особливостей у диференціальній провідності контакту. Виміри величини спінового розщеплення провідності контакту, яка пропорційна hex, дозволяють досліджувати наведений магнетизм надпровідників у гібридних S/F-структурах за допомогою виміру ВАХ F/ScN-контактів.

Current–voltage (I–V) characteristics of ballistic F/ScN contacts, which are formed by a hybrid S/F bilayer of ferromagnetic (F) and superconducting (S) metals and a normal (N) metal, have been investigated. It is suggested that the size of the constriction c is much smaller than the electron mean free path and the superconducting coherence length, and the transparency is rather high. For electrons with a given spin orientation, the amplitudes of Andreev and normal reflection from constriction have been calculated. It is shown that the exchange field (hex) induced into the Smetal causes a spin-splitting of the peculiarities in differential contact conductivity. The measurements of the magnitude of contact conductivity spin-splitting, which is proportional to hex, permit the induced magnetism of superconductors in hybrid S/F structures to be studied by measuring the I–V characteristics of the F/ScN contacts.