三重态超导结输运特性研究

三重态超导电性研究是超导物理中的一个重要课题，近来，由于非中心对称超导体和铁磁超导体的出现，促进了人们研究三重态超导体的兴趣。我们主要利用格林函数方法和量子散射方法，研究不同序参量对称性的三重态超导结的电荷和自旋输运特性，以及不同外界因素像铁磁交换作用，非磁的自旋轨道耦合作用对超流的调控和影响。研究结果将会加深我们对三重态超导结输运特性的理解，也会对基于三重态超导结的超导器件的设计和发展有帮助作用。

在这个项目中，我们主要研究三重态超导结或者异质结的电荷和自旋流的输运特征，用这些特征来判断超导序参量的对称性。项目主要研究内容主要分成四类系统，一类是三重态超导与铁磁体形成的单个隧道结，这里我们研究发现，系统是存在自旋超流，并且与超导序参量的对称性有一定的关系，同时系统还存在界面处的平衡自旋流以及可能平衡霍尔电流。第二类系统，我们主要关注三重超导结中平衡霍尔电流或者自旋流，同时在中间界面处的铁磁或者自旋轨道耦合对约瑟夫森霍尔效应的影响，我们发现这些霍尔电流非常依赖于三重超导的配对对称性，从而为定性这个对称性提供依据。第三类是三重态超导异质结中出现新物理系现象，比如考虑不同轨道对称性的超导异质结，s波超导与p波超导组成的异质结，我们发现由于库珀对的自旋态不同或者自旋单态，或者有d矢量决定，而在界面处形成自旋积累效应，或者即使没有整体上的自旋积累，但是存在横向动量依赖的自旋积累效应即横向自旋流，这些不同的结论非常依赖于三重超导的轨道对称性，所以我们的结果可以用来判断序参量的对称性以及节点方向。第四类，我们研究量子受限系统非平衡电流对超流的影响，我们发现非平衡载流子对P波超流的有着与s波超流定性不同的结果，如s波显示出pi态超流在电压处于能隙时表现出极大值，而p波则表现出极小值，同时系统还出现在正常端的自旋极化现象。我们的研究结果表明具有不同轨道对称性的三重态超导体在不同的结中，能够表现出一些典型的输运特征，这为实验上探测三重态超导态提供了一定的理论借鉴作用。