Эта публикация цитируется в
35 статьях
ОБЗОРЫ АКТУАЛЬНЫХ ПРОБЛЕМ
Аномальный эффект Джозефсона
Ю. М. Шукриновabc a Объединенный институт ядерных исследований, Лаборатория теоретической физики им. Н. Н. Боголюбова, г. Дубна Московской обл.
b Государственный университет "Дубна", г. Дубна, Московская обл.
c Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), Московская облаcть, г. Долгопрудный
Аннотация:
Обзор посвящён одному из наиболее актуальных направлений современной физики конденсированного состояния — аномальному эффекту Джозефсона (AJE), который заключается в возникновении в гибридной структуре фазового сдвига, приводящего к конечному сверхпроводящему току при нулевой разности фаз. AJE отражает совместное проявление сверхпроводимости, спин-орбитального взаимодействия и магнетизма, исследование таких структур позволяет продвинуться в понимании их взаимного влияния, открывает многообещающие приложения в сверхпроводниковой спинтронике. Описана физика
$\varphi_{0}$-перехода, управление магнитными свойствами барьера посредством сверхпроводящего тока, а также, в свою очередь, влияние на джозефсоновский ток магнитного момента барьера. Приведено обсуждение новых эффективных методов переворота магнитного момента в
$\varphi_{0}$-переходе, в частности, импульсом сверхпроводящего тока. Исследованы квантовые свойства джозефсоновских наноструктур с магнитными и топологически нетривиальными барьерами для создания новых устройств сверхпроводниковой спинтроники. Экспериментальная реализация
$\varphi_{0}$-перехода, которая была недавно продемонстрирована в ряде работ прямым измерением соотношения ток–фаза, позволяет измерять величину спин-орбитальной связи и открывает новые возможности для фазового контроля джозефсоновских устройств. Эти исследования позволяют понять фундаментальные спин-зависимые явления, а также развить приложения для компьютерных технологий. В частности, управление магнитным состоянием с помощью сверхпроводящего тока открывает новые возможности для развития сверхбыстрой криогенной памяти. Приведены результаты исследования магнитной динамики вдоль вольт-амперной характеристики
$\varphi_{0}$-перехода и анализа спиновой динамики в таких переходах. Рассмотрен вопрос о возможности контроля магнитной прецессии возникновением высших гармоник в соотношении ток–фаза, а также постоянной компоненты тока, которые значительно возрастают вблизи ферромагнитного резонанса. Интересные явления в
$\varphi_{0}$-переходе возникают при воздействие внешнего электромагнитного излучения. Представлен анализ основных теоретических и экспериментальных работ, посвящённых AJE, приведены примеры проявления AJE в различных системах, указаны перспективы исследований в данном направлении, а также обсуждаются нерешённые задачи.
PACS:
74.50.+r,
85.25.Cp,
85.75.-d Поступила: 26 августа 2020 г.Доработана:
30 ноября 2020 г.Одобрена в печать:
30 ноября 2020 г.
DOI:
10.3367/UFNr.2020.11.038894