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Costa, Andreas ; Högl, Petra ; Fabian, Jaroslav

Magnetoanisotropic Josephson effect due to interfacial spin-orbit fields in superconductor/ferromagnet/superconductor junctions

Costa, Andreas , Högl, Petra und Fabian, Jaroslav (2017) Magnetoanisotropic Josephson effect due to interfacial spin-orbit fields in superconductor/ferromagnet/superconductor junctions. Physical Review B 95, 024514.

Veröffentlichungsdatum dieses Volltextes: 02 Aug 2018 06:28
Artikel
DOI zum Zitieren dieses Dokuments: 10.5283/epub.37567


Zusammenfassung

We study theoretically the effects of interfacial Rashba and Dresselhaus spin-orbit coupling in superconductor/ ferromagnet/superconductor (S/F/S) Josephson junctions-with allowing for tunneling barriers between the ferromagnetic and superconducting layers-by solving the Bogoljubov-de Gennes equation for realistic heterostructures and applying the Furusaki-Tsukada technique to calculate the ...

We study theoretically the effects of interfacial Rashba and Dresselhaus spin-orbit coupling in superconductor/ ferromagnet/superconductor (S/F/S) Josephson junctions-with allowing for tunneling barriers between the ferromagnetic and superconducting layers-by solving the Bogoljubov-de Gennes equation for realistic heterostructures and applying the Furusaki-Tsukada technique to calculate the electric current at a finite temperature. The presence of spin-orbit couplings leads to out-of-plane and in-plane magnetoanisotropies of the Josephson current, which are giant in comparison to current magnetoanisotropies in similar normal-state ferromagnet/normal metal (F/N) junctions. Especially huge anisotropies appear in the vicinity of 0-pi transitions, caused by the exchange-split bands in the ferromagnetic metal layer. We also show that the direction of the Josephson critical current can be controlled (inducing 0-pi transitions) by the strength of the spin-orbit coupling and, more crucial, by the orientation of the magnetization. Such a control can bring new functionalities into Josephson junction devices.



Beteiligte Einrichtungen


Details

DokumentenartArtikel
Titel eines Journals oder einer ZeitschriftPhysical Review B
Verlag:AMER PHYSICAL SOC
Ort der Veröffentlichung:COLLEGE PK
Band:95
Seitenbereich:024514
Datum26 Januar 2017
InstitutionenPhysik > Institut für Theoretische Physik
Physik > Institut für Theoretische Physik > Lehrstuhl Professor Richter > Arbeitsgruppe Jaroslav Fabian
Identifikationsnummer
WertTyp
10.1103/PhysRevB.95.024514DOI
Stichwörter / KeywordsSUPERCONDUCTOR-FERROMAGNET STRUCTURES; ANDREEV REFLECTION; MAJORANA FERMIONS; SPINTRONICS; HETEROSTRUCTURES; NANOWIRE; SUPERCURRENTS; CIRCUITS; PHASE;
Dewey-Dezimal-Klassifikation500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
StatusVeröffentlicht
BegutachtetJa, diese Version wurde begutachtet
An der Universität Regensburg entstandenJa
URN der UB Regensburgurn:nbn:de:bvb:355-epub-375679
Dokumenten-ID37567

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