A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
Current Rectification in Junctions with Spin-Split Superconductors (2022)
Ilić, S., Virtanen, P., Heikkilä, T. T., & Bergeret, F. S. (2022). Current Rectification in Junctions with Spin-Split Superconductors. Physical Review Applied, 17(3), Article 034049. https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.17.034049
JYU-tekijät tai -toimittajat
Julkaisun tiedot
Julkaisun kaikki tekijät tai toimittajat: Ilić, Stefan; Virtanen, Pauli; Heikkilä, Tero T.; Bergeret, F. Sebastián
Lehti tai sarja: Physical Review Applied
eISSN: 2331-7019
Julkaisuvuosi: 2022
Ilmestymispäivä: 17.03.2022
Volyymi: 17
Lehden numero: 3
Artikkelinumero: 034049
Kustantaja: American Physical Society (APS)
Julkaisumaa: Yhdysvallat (USA)
Julkaisun kieli: englanti
DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.17.034049
Julkaisun avoin saatavuus: Ei avoin
Julkaisukanavan avoin saatavuus:
Julkaisu on rinnakkaistallennettu (JYX): https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/81861
Rinnakkaistallenteen verkko-osoite (pre-print): https://arxiv.org/abs/2109.10201
Tiivistelmä
Spin-split superconductors exhibit an electron-hole asymmetric spin-resolved density of states, but the symmetry is restored upon averaging over spin. On the other hand, asymmetry appears again in tunneling junctions of spin-split superconductors with a spin-polarized barrier. As demonstrated recently in both theory and experiment, this fact leads to a particularly strong thermoelectric effect in superconductor-ferromagnet structures. In this work we show another important effect stemming from the electron-hole asymmetry: current rectification. We calculate the charge current in spin-polarized tunnel junctions of a normal metal and a spin-split superconductor with ac and dc voltage bias. In the dc case, the I-V curve is not fully antisymmetric and has a voltage-symmetric component due to spin polarization. This translates to the existence of a rectified current in the ac case, which is proportional to the spin polarization of the junction and strongly depends on the frequency of the applied bias. We discuss possible applications of the rectification effect, including a diode for superconducting electronics and radiation detectors. The analysis of the rectified charge current is supplemented by the discussion of heat current and relevant noise correlators, where electron-hole asymmetry also plays an important role, and which are useful for applications in detectors.
YSO-asiasanat: suprajohteet; suprajohtavuus; spin (kvanttimekaniikka); nanoelektroniikka
Liittyvät organisaatiot
Hankkeet, joissa julkaisu on tehty
- Thermoelectric detector based on superconductor-ferromagnet heterostructures
- Heikkilä, Tero
- Euroopan komissio
- Nanoelektroniikan hybridisysteemit lähellä kvanttirajaa
- Heikkilä, Tero
- Suomen Akatemia
OKM-raportointi: Kyllä
VIRTA-lähetysvuosi: 2022
JUFO-taso: 2