Spin-orbit driven superconducting proximity effects in Pt/Nb thin films.
Spin-orbit driven superconducting proximity effects in Pt/Nb thin films.
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DOI：
10.1038/s41467-023-40757-1
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发表时间：
2023-08-21
影响因子：
16.6
通讯作者：
Lee, Stephen
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Flokstra, Machiel;Stewart, Rhea;Yim, Chi-Ming;Trainer, Christopher;Wahl, Peter;Miller, David;Satchell, Nathan;Burnell, Gavin;Luetkens, Hubertus;Prokscha, Thomas;Suter, Andreas;Morenzoni, Elvezio;Bobkova, Irina V.;Bobkov, Alexander M.;Lee, Stephen
操纵超导材料薄层的自旋态是在自旋电子器件中产生无耗散自旋电流的一条有前途的途径。方法通常集中于使用薄铁磁元素来扰动超导凝聚体的自旋状态以产生自旋三重态关联。我们已经研究了简单的结构，产生自旋三重态的相关性，而不使用铁磁元素。扫描隧道光谱和μ子自旋旋转被用来探测我们的混合结构的局部电子和磁性，证明了部分取消迈斯纳屏蔽的磁化顺磁贡献。这种自旋轨道产生的磁化被证明是来自自旋的等自旋对，而不是从他们的轨道运动，是在超导自旋电子学领域的一个重要发展。作者用扫描显微镜和μ子自旋旋转研究了Pt/Nb杂化结构。他们发现Pt/Nb界面附近异常缺乏迈斯纳屏蔽，这是由于自旋-三重态对相关性仅由自旋-轨道耦合驱动，不需要铁磁层。
Manipulating the spin state of thin layers of superconducting material is a promising route to generate dissipationless spin currents in spintronic devices. Approaches typically focus on using thin ferromagnetic elements to perturb the spin state of the superconducting condensate to create spin-triplet correlations. We have investigated simple structures that generate spin-triplet correlations without using ferromagnetic elements. Scanning tunneling spectroscopy and muon-spin rotation are used to probe the local electronic and magnetic properties of our hybrid structures, demonstrating a paramagnetic contribution to the magnetization that partially cancels the Meissner screening. This spin-orbit generated magnetization is shown to derive from the spin of the equal-spin pairs rather than from their orbital motion and is an important development in the field of superconducting spintronics. The authors study a Pt/Nb hybrid structure by scanning microscopy and muon spin rotation. They find an anomalous absence of Meissner screening near the Pt/Nb interface due to spin-triplet pair correlations driven by spin-orbit coupling alone with no ferromagnetic layer necessary.
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