Особенности поведения сверхпроводящего спинового клапана Fe1/Cu/Fe2/Cu/Pb на пьезоэлектрической подложке

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследованы свойства сверхпроводящего спинового клапана Fe1/Cu/Fe2/Cu/Pb, сформированного на пьезоэлектрической подложке PMN-PT ([Pb(Mg1/3Nb2/3) O3]0.7 — [PbTiO3]0.3), во внешних магнитном и электрическом полях. Обнаружен сдвиг температуры перехода в сверхпроводящее состояние более 200 мК при изменении взаимной ориентации намагниченностей ферромагнитных слоев с антипараллельной на перпендикулярную во внешнем магнитном поле H0 = 1кЭ. При этом наблюдалось аномальное поведение зависимости температуры перехода в сверхпроводящее состояние от угла между намагниченностями ферромагнитных слоев, которое проявлялось в максимальных значениях температуры перехода в сверхпроводящее состояние перехода при ортогональной ориентации намагниченностей ферромагнитных слоев. Продемонстрирована возможность реализации полного эффекта сверхпроводящего спинового клапана. Установлено, что с ростом величины напряженности приложенного электрического поля к пьезоэлектрической подложке PMN-PT, увеличивается сдвиг температуры перехода в сверхпроводящее состояние. Максимальный сдвиг составил 10 мК в электрическом поле напряженностью 1 кВ/см.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. А. Камашев

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр Российской академии наук»

Автор, ответственный за переписку.
Email: kаmаndi@mаil.ru

Казанский физико-технический институт имени Е.К. Завойского

Россия, Казань

А. А. Валидов

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр Российской академии наук»

Email: kаmаndi@mаil.ru

Казанский физико-технический институт имени Е.К. Завойского

Россия, Казань

Н. Н. Гарифьянов

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр Российской академии наук»

Email: kаmаndi@mаil.ru

Казанский физико-технический институт имени Е.К. Завойского

Россия, Казань

С. А. Большаков

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр Российской академии наук»

Email: kаmаndi@mаil.ru

Казанский физико-технический институт имени Е.К. Завойского

Россия, Казань

Р. Ф. Мамин

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр Российской академии наук»

Email: kаmаndi@mаil.ru

Казанский физико-технический институт имени Е.К. Завойского

Россия, Казань

И. А. Гарифуллин

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр Российской академии наук»

Email: kаmаndi@mаil.ru

Казанский физико-технический институт имени Е.К. Завойского

Россия, Казань

Список литературы

  1. Bulaevskii L.N., Buzdin A.I., Kuli´c M.L. et al. // Adv. Phys. 1985. V. 34. No 2. P. 175.
  2. Fischer O., Peter M. Magnetism: Magnetic properties of metallic alloys. Recent work on ferromagnetic superconductors. New York: Academic Press Inc., 1973.
  3. Rehmann S., Herrmannsdörfer T. // Phys. Rev. Lett. 1997. V. 78. No. 6. P. 1122.
  4. Garifullin I.A. // J. Magn. Magn. Mater. 2002. V. 240. P. 571.
  5. Chien C.L., Reich D.H. // J. Magn. Magn. Mater. 1999. V. 200. P. 83.
  6. Изюмов Ю.А., Прошин Ю.Н., Хусаинов М.Г. // УФН. 2002. Т. 172. № 2. С. 113.
  7. Buzdin A.I. // Rev. Mod. Phys. 2005. V. 77. No. 3. P. 935.
  8. Golubov A.A., Kupriyanov M.Y., Il’ichev E. // Rev. Mod. Phys. 2004. V. 76. No. 2. P. 411.
  9. Efetov K.B., Garifullin I.A., Volkov A.F., Westerholt K. // Magnetic heterostructures. Advances and perspectives in spinstructures and spintransport. Series Springer Tracts in Modern Physics. Berlin: Springer, 2007. 252 p.
  10. Bergeret F.S., Volkov A.F., Efetov K.B. // Rev. Mod. Phys. 2005. V. 77. P. 1321.
  11. Oh D., Youm S., Beаsley M.R. // Аppl. Phys. Lett. 1997. V. 71. Nо. 16. P. 2376.
  12. Tаgirоv L.R. // Physiса С. 1998. V. 307. P. 145.
  13. Buzdin A.I., Vedyayev A.V., Ryzhanova N.V. // Europhys. Lett. 1999. V. 48. No. 48. P. 686.
  14. Baladi´e I., Buzdin A.I., Ryazhanov N. et al. // Phys. Rev. B. 2000. V. 63. Art. No. 054518.
  15. Gu J.Y., You C.Y., Jiang J.S. et al. // Phys. Rev. Lett. 2002. V. 89. Аrt. Nо. 267001.
  16. Potenza A., Marrows C.H. // Phys. Rev. B. 2005. V. 71. Аrt. Nо. 180503.
  17. Moraru I.C., Pratt Jr. W.P., Birge N.O. // Phys. Rev. Lett. 2006. V. 96. Аrt. Nо. 037004.
  18. Miao G.-X., Ramos A.V., Moodera J. // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 101. Аrt. Nо. 137001.
  19. Leksin P.V., Gаrif’yаnоv N.N., Gаrifullin I.А. et аl. // Аppl. Phys. Lett. 2010. V. 97. Аrt. Nо. 102505.
  20. Blamire M.G., Robinson J.W.A. // J. Phys. Cond. Matter. 2014. V. 26. Аrt. Nо. 453201.
  21. Eschrig M. // Rep. Progr. Phys. 2015. V. 78. Аrt. Nо. 104501
  22. Grein R., Löfwander T., Eschrig M. // Phys. Rev. B. 2013. V. 88. Аrt. Nо. 054502.
  23. Flokstra M.G., Cunningham T.C., Kim J. et аl. // Phys. Rev. B. 2015. V. 91. Аrt. Nо. 060501.
  24. Montiel X., Eschrig M. // Phys. Rev. B. 2018. V. 98. No. Аrt. Nо. 104513.
  25. Banerjee N., Ouassou J.A., Zhu Y. et аl. // Phys. Rev. B. 2018. V. 97. Аrt. Nо. 184521.
  26. Pugach N., Safonchik M., Belotelov V. et аl. // Phys. Rev. Appl. 2022. V. 18. Аrt. Nо. 054002.
  27. Leksin P.V., Garif’yanov N.N., Garifullin I.A. et аl. // Phys. Rev. Lett. 2012. V. 109. Аrt. Nо. 057005.
  28. Leksin P.V., Garif’yanov N.N., Kamashev A.A. et аl. // Phys. Rev. B. 2016. V. 93. Аrt. Nо. 100502
  29. Leksin P.V., Garif’yanov N.N., Kamashev A.A. et аl. // Phys. Rev. B. 2015. V. 91. Аrt. Nо. 214508.
  30. Камашев А.А., Валидов А.А., Гарифьянов Н.Н. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2023. Т. 87. № 4. С. 518; Kamashev A.A., Validov A.A., Garif’yanov N.N. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2023. V. 87. No. 4. P. 448.
  31. Камашев А.А., Большаков С.А., Мамин Р.Ф., Гарифуллин И.А. // Изв. РАН. Сер. физ. 2023. Т. 87. № 9. С. 1268; Kamashev A.A., Bolshakov S.A., Mamin R.F., Garifullin I.A. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2023. V. 87. No. 9. P. 1308.
  32. Камашев А.А., Гарифьянов Н.Н., Валидов А.А. и др. // Письма в ЖЭТФ 2019. Т. 110. № 5—6. С. 325; Kamashev A.A., Garif’yanov N.N., Validov A.A. et al. // JETP Lett. 2019. V. 110. No. 5. P. 342.
  33. Камашев А.А., Гарифьянов Н.Н., Валидов А.А. и др. // ЖЭТФ. 2020. Т. 158. № 2. С. 345. // Kamashev A.A., Garif’yanov N.N., Validov A.A. et al. // JETP. 2020. V. 131. No. 2. P. 311.
  34. Валидов А.А., Насырова М.И., Хабибуллин Р.Р., Гарифуллин И.А. // Изв. РАН. Сер. физ. 2023. Т. 87. № 4. С. 523; Validov A.A., Nasyrova M.I., Khabibullin R.R., Garifullin I.A. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2023. V. 87. No. 4. P. 452.
  35. Bergeret F.S., Volkov A.F., Efetov K.B. // Phys. Rev. Lett. 2001. V. 86. Аrt. Nо. 4096.
  36. Volkov A.F., Bergeret F.S., Efetov K.B. // Phys. Rev. Lett. 2003. V. 90. Аrt. Nо. 117006.
  37. Mel’nikov A.S., Samokhvalov A.V., Kuznetsova S.M. et аl. // Phys. Rev. Lett. 2012. V. 109. Аrt. Nо. 237006.
  38. Efetov K.B., Garifullin I.A., Volkov A.F., Westerholt K. // Magnetic nanostructures. Spin dynamic and spin transport. Series Springer Tracts in Modern Physics. Berlin: Springer-Verlag, 2013. P. 85.
  39. Singh А., Vоltаn S., Lаhаbi K., Ааrts J. // Phys. Rev. X. 2015. V. 5. Аrt. Nо. 021019.
  40. Kаmаshev А.А., Gаrif’yаnоv N.N., Vаlidоv А.А. et аl. // Beilstein J. Nаnоteсhnоl. 2019. V. 10. P. 1458.
  41. Kаmаshev А.А., Gаrif’yаnоv N.N., Vаlidоv А.А. et аl. // Phys. Rev. B. 2019. V. 100. Аrt. Nо. 134511.
  42. Kamashev A.A., Leontyev A.V., Garifullin I.A. et al. // Ferroelectrics. 2022. V. 592. No. 1. P. 123.
  43. Zhang W., Wang Z., Yang X. et аl. // J. Cryst. Growth. 2021. V. 560—561. Аrt. Nо. 126061.
  44. Zhang Z., Xu J., Yang L. et аl. // Sens. Actuators A. 2018. V. 283. P. 273
  45. Song H.-C., Kang C.-Y., Yoon S-Y et аl. // Single Crystals. Met. Mater. Int. 2012. V. 18. P. 499.
  46. Leksin P.V., Kamashev A.A., Schumann J. et аl. // Nano Research. 2016. V. 9. P. 1005.
  47. Fоminоv Yа.V., Gоlubоv А.А., Kаrminskаyа T. Yu. et al. // Письма в ЖЭТФ. 2010. Т. 91. С. 329.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Модель исследуемых структур ССК (а). Схема измерения удельного электрического сопротивления образцов стандартным четырехконтактным методом в электрическом поле (б): 1, 4 — токовые электроды; 2, 3 — потенциальные электроды; 5, 6 — емкостные пластины (обкладки конденсатора) для приложения электрического поля к пьезоэлектрической подложке.

Скачать (362KB)
3. Рис. 2. Кривые сверхпроводящих переходов для образца PMN-PT/Fe1(3 нм)/Cu(4 нм)/Fe2(1 нм)/Cu(1.2 нм)/Pb(60 нм), измеренные при различной ориентации намагниченностей Ф-слоев (П – α = 0°; ПП — α = 90°; АП — α = 180°) во внешнем магнитном поле H0 = 1 кЭ. Ошибка эксперимента соответствует размеру символов.

Скачать (81KB)
4. Рис. 3. Зависимость сдвига Тс (ΔТс΄) от величины напряженности внешнего электрического поля (E), прикладываемого к пьезоэлектрической подложке PMN-PT, для образца PMN-PT/Fe1(3 нм)/Cu(4 нм)/Fe2(1 нм)/Cu(1.2 нм)/Pb(60 нм). На вставке представлены кривые сверхпроводящих переходов для образца PMN-PT/Fe1(3 нм)/Cu(4 нм)/Fe2(1 нм)/Cu(1.2 нм)/Pb(60 нм) при прикладывании электрического поля к пьезоэлектрической подложке PMN-PT. Ошибка эксперимента соответствует размеру символов.

Скачать (80KB)

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».