A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
Magnetoelectric effects in superconductors due to spin-orbit scattering : Nonlinear σ-model description (2021)

Virtanen, P., Bergeret, F. S., & Tokatly, I. V. (2021). Magnetoelectric effects in superconductors due to spin-orbit scattering : Nonlinear σ-model description. Physical Review B, 104(6), Article 064515. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.104.064515

JYU-tekijät tai -toimittajat

Virtanen, Pauli

Julkaisun tiedot

Julkaisun kaikki tekijät tai toimittajat: Virtanen, P.; Bergeret, F. S.; Tokatly, I. V.

Lehti tai sarja: Physical Review B

ISSN: 2469-9950

eISSN: 2469-9969

Julkaisuvuosi: 2021

Ilmestymispäivä: 30.08.2021

Volyymi: 104

Lehden numero: 6

Artikkelinumero: 064515

Kustantaja: American Physical Society (APS)

Julkaisumaa: Yhdysvallat (USA)

Julkaisun kieli: englanti

DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.104.064515

Julkaisun avoin saatavuus: Ei avoin

Julkaisukanavan avoin saatavuus:

Julkaisu on rinnakkaistallennettu (JYX): https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/78223

Julkaisu on rinnakkaistallennettu: https://arxiv.org/abs/2106.15859

Tiivistelmä

We suggest a generalization of the nonlinear σ model for diffusive superconducting systems to account for magnetoelectric effects due to spin-orbit scattering. In the leading orders of spin-orbit strength and gradient expansion, it includes two additional terms responsible for the spin-Hall effect and the spin-current swapping. First, assuming a delta-correlated disorder, we derive the terms from the Keldysh path integral representation of the generating functional. Then we argue phenomenologically that they exhaust all invariants allowed in the effective action to the leading order in the spin-orbit coupling (SOC). Finally, the results are confirmed by a direct derivation of the saddle-point (Usadel) equation from the quantum kinetic equations in the presence of randomly distributed impurities with SOC. At this point, we correct a recent derivation of the Usadel equation that includes magnetoelectric effects and does not resort to the Born approximation.

YSO-asiasanat: suprajohteet; magneettiset ominaisuudet; spin (kvanttimekaniikka)

Tieteenalat: