Используя конструкцию спинового клапана F1/F2/S, предложенную в работе [Appl. Phys. Lett. 71, 2376 (1997)] и состоящую из двухслойного ферромагнетика и обычного сверхпроводника, впервые реализован полный эффект включения и выключения сверхпроводящего тока. Экспериментальная реализация этого спинового клапана достигнута для многослойной системы CoO/Fe1/Cu/Fe2/In.

Лаборатория физики перспективных материалов.

Изучены магнитные и сверхпроводящие свойства тонкопленочой слоистой системы CoO_x/Fe1/Cu/Fe2/In с изменяющейся толщиной слоя железа Fe2. Для этих образцов при любых значениях толщины слоя Fe2 вплоть до 5 нм наблюдался полный эффект спинового клапана для сверхпроводящего тока, который означает полный переход из нормального в сверхпроводящее состояние с изменением взаимной ориентации намагниченностей слоев Fe1 и Fe2. Для толщин слоя Fe2 d_Fe2<1 нм наблюдался прямой эффект спинового клапана с температурой сверхпроводящего перехода T_c, меньшей для параллельной ориентации намагниченностей слоев Fe1 и Fe2 (T_c^p), чем для их антипараллельной ориентации (T_c^AP ). Для d_Fe2>1 нм получен обратный эффект спинового клапана ΔT_c= T_c^AP-T_c^p с отрицательным знаком. Интерпретация наблюдаемого знакопеременного осцилляционного поведения эффекта спинового клапана основана на недавней теории клапана Фоминова и др. [Ya.V. Fominov et al. JETP Lett. 91, 308 (2010)].

Рис. 1. Переключение между нормальным и сверхпроводящим состояниями в образце спинового клапана при медленном понижении температуры и при скачках магнитного поля, приложенного параллельно плоскости образца, от -110 Э до +110 Э.

Рис. 2. Зависимость сдвига T_cΔT_c=T_c^AP-T_c^p от толщины слоя Fe2 d_Fe2. Переключающее поле было равным ±110 Э. Кривая вычислена в соответствии с теорией Фоминова и др.

Публикации:

1. P. V. Leksin, N. N. Garif’yanov, I. A. Garifullin, J. Schumann, H. Vinzelberg, V. Kataev, R. Klingeler, O. G. Schmidt, B. Buchner: Full spin switch effect for the superconducting current in a superconductor/ferromagnet thin film heterostructure // Appl. Phys. Lett. 97, 102505 (2010).
2. P. V. Leksin, N. N. Garif'yanov, I. A. Garifullin, J. Schumann, V. Kataev, O. G. Schmidt, B. Buchner: Manifestation of New Interference Effects in Superconductor/Ferromagnet Spin Valve // Phys. Rev. Lett. 106, 067005 (2011).