ИСТИНА

Сверхпроводниковая электроника имеет широкое применения во многих областях, начиная от реализации квантового компьютера и заканчивая созданием терагерцовых детекторов. Дальнейшая миниатюризация элементной базы сверхпроводниковой логики сталкивается с необходимостью учитывать особенности электронного коллектива в гибридных структурах. Так спин-орбитальное взаимодействие, возникающее в тяжелых металлах, либо в 2D-структурах, может значительно влиять на динамику сверхпроводниковых устройств. А ферромагнитные системы с неколлинеарной намагниченностью имеют перспективы реализации элементов памяти. В данной работе исследовалась S-N(SO)-F-структура, представляющая из себя последовательно соединенные S-сверхпроводник, тонкая плёнка N-нормального металла со спин-орбитальным (СО) взаимодействием и F-ферромагнетик с произвольнымнаправлением намагниченности. Для анализа системы использовались уравнения Узаделя, с на основе которого средствам численного расчета находилось значение параметра порядка на свободной границе S-слоя. В исследовании была проанализирована динамика гриновских функций: S-слой накачивает ферромагнетик синглетной сверхпроводимостью; в F-слое происходит распаривание куперовских синглетных пар в триплетные под воздействием обменной энергии h; далее, проникая в N-слой, триплетные функции смешиваются между собой и начинают затухать, что ведет к увеличению синглетной функции и, в конечном счете, возрастанию параметра порядка. Таким образом СО-взаимодействие может препятствовать разрушению сверхпроводимости ферромагнетиком. Причем, максимальный эффект достигается на тех углах поворота намагниченности, сонаправленных с направлением вектора спин-орбитального взаимодействия. Варьируя различные параметры, такие как длины слоев, величину обменной энергии, температуру системы, удалось обнаружить значительное восстановление сверхпроводимости при смене ориентации намагниченности ферромагнетика, что может иметь перспективы для реализации спин-вентильного клапана. Также в работе проводилось сравнение с реализацией спинового клапана на основе системы S-F’-F с двумя неколлинеарными ферромагнетиками. Было показано, что такая система при перемагничивании может давать много больший эффект восстановления сверхпроводимости, однако с технической точки зрения является более сложной в изготовлении и управлении.