超导二极管效应(SDE)可在一个方向上引发超导状态,在另一个方向上引发正常导电状态,在超低功耗电路和非易失性存储器方面的具有显著潜力。然而,实际控制SDE需要对电流、温度、磁场或磁性进行精确调节。因此,必须理解SDE的机制,以开发能够在更可控和稳健条件下实现SDE的新型材料和器件。近日,京都大学Teruo Ono,Hideki Narita等报道了一种Fe/Pt插入的非中心对称Nb/V/Ta超导人工超晶格材料,其具有高达40%效率的零磁场本征SDE。
本文要点:
1)该零磁场本征SDE的极性和大小可以通过磁化方向进行控制,这表明有效的交换场作用于Cooper对。
2)此外,第一性原理计算表明,通过超导层中由邻近诱导的磁矩的非对称配置,可以增强SDE,从而诱导出磁环状矩。
该研究对开发能够有效控制SDE的新型材料和器件具有重要意义。此外,对SDE的磁化控制将有助于设计超导量子器件,并为拓扑超导体建立一个材料平台。
Hideki Narita, et al. Magnetization Control of Zero-Field Intrinsic Superconducting Diode Effect. Adv. Mater., 2023
DOI: 10.1002/adma.202304083