Superconducting Proximity Effects in Diffusive, Curved Antiferromagnet

Abstract

Vi legger til krumming i den nylig utledede kvasiklassiske Usadel-ligningen for et antiferromagnet-superleder-system. Tillegget av krumning gjør det mulig å justere triplett generasjon ved å endre de fysiske parameterne i systemet. Vi transformerer den antiferromagnetiske Usadel-ligningen til å kunne beskrive et krummet system, som vi deretter bruker til å se på en 1D-ledning med og uten torsjon. Hovedresultatet er en Riccati-parametrisering av Usadel-ligningen for antiferromagneter langs en krummet 1D-ledning. Vi ser også på de svake proksimitetsligningene for systemet, og bruker numeriske metoder for å undersøketilstandstettheten og magnetiseringen i antiferromagneten. De svake proximitetsligningene viste at vi trengte torsjon i nanotråden i form av en helix for å oppnå en miksing mellom singlett- og triplett-tilstandene. I tillegg var det ikke nødvendig med spinn-bane-kobling for at miksingen skulle skje når vi så på helixen. Til slutt viste tilstandstettheten og magnetiseringen til elektronene i antiferromagneten at det eksisterer et optimalt forhold mellom den antiferromagnetiske utvekslingsfeltstyrken og de fysiske parameterne i systemet med tanke på å generere triplett komponenter og sterk magnetisering.

We apply the framework of curvature to the recently derived quasiclassical Usadel equation for an antiferromagnet-superconductor system. The addition of curvature makes it so we can tune the triplet generation by adjusting the physical parameters of the system. We transform the antiferromagnetic Usadel equation into describing a curvilinear system, which we then use to look at the case of a 1D wire with and without torsion. The main result is a Riccati parametrization of the Usadel equation for antiferromagnets along a curved 1D wire. We also look at the weak proximity equations for the system, and use numerical methods to solve for the density of states and magnetization in the antiferromagnet. The weak proximity equations showed that we needed torsion, in the form of a nanowire helix, in order to get mixing between the singlet and triplet states. In addition, no spin-orbit coupling was needed for mixing to occur when looking at the nanowire helix. Finally, looking at the density of states and magnetization of the electrons in the antiferromagnet indicated that there exist an optimal relationship between the antiferromagnetic exchange energy and the physical parameters of the system for generating triplet components and increased magnetization.