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Costa, Andreas ; Kanehira, Osamu ; Matsueda, Hiroaki ; Fabian, Jaroslav

Unconventional Josephson supercurrent diode effect induced by chiral spin-orbit coupling

Costa, Andreas , Kanehira, Osamu , Matsueda, Hiroaki und Fabian, Jaroslav (2025) Unconventional Josephson supercurrent diode effect induced by chiral spin-orbit coupling. Physical Review B 111, L140506.

Veröffentlichungsdatum dieses Volltextes: 22 Apr 2025 05:01
Artikel
DOI zum Zitieren dieses Dokuments: 10.5283/epub.76596

Dies ist die aktuelle Version dieses Eintrags.


Zusammenfassung

Chiral materials lacking mirror symmetry can exhibit unconventional spin-orbit fields, including fully momentum-aligned radial Rashba fields as seen in twisted van der Waals homobilayers. We theoretically study Cooper-pair transfer in superconductor/ferromagnet/superconductor Josephson junctions with crossed (tangential and radial) interfacial Rashba fields. We find that their interplay leads to ...

Chiral materials lacking mirror symmetry can exhibit unconventional spin-orbit fields, including fully momentum-aligned radial Rashba fields as seen in twisted van der Waals homobilayers. We theoretically study Cooper-pair transfer in superconductor/ferromagnet/superconductor Josephson junctions with crossed (tangential and radial) interfacial Rashba fields. We find that their interplay leads to what we call the unconventional supercurrent diode effect (SDE), where supercurrent rectification occurs even with collinear (with respect to the current) barrier magnetization, not possible for conventional spin-orbit fields. This SDE, distinct from conventional Rashba-induced effects on Cooper-pair momenta, arises from the spin precession in the magnetic barrier. We propose it as a sensitive probe of chiral spin textures.



Beteiligte Einrichtungen


Details

DokumentenartArtikel
Titel eines Journals oder einer ZeitschriftPhysical Review B
Verlag:American Physical Society (APS)
Band:111
Seitenbereich:L140506
Datum17 April 2025
InstitutionenPhysik > Institut für Theoretische Physik > Lehrstuhl Professor Richter > Arbeitsgruppe Jaroslav Fabian
Projekte
Gefördert von: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) (454646522)
Gefördert von: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) (314695032)
Identifikationsnummer
WertTyp
10.1103/PhysRevB.111.L140506DOI
Stichwörter / KeywordsAndreev bound states, Andreev reflection, Josephson effect, Rashba coupling, Diodes
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-765967
Dokumenten-ID76596

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