自旋三态超导电子对超导转变温度的影响数据集

本数据集主要研究了Co/Nb/Pt多层膜中的自旋轨道耦合强度和铁磁层磁矩方向对Nb超导转变温度的影响，使用磁控溅射方法生长了一系列Co/Nb/Pt和Co/Nb/Cu多层膜样品，系统地测量对比了两类样品的超导转变温度与铁磁层磁矩方向的关系。测试结果表明，当Co的磁矩方向平行于样品平面时，两种样品的归一化超导转变温度(TC/TC0)几乎没有发生改变 (TC和TC0分别为零磁场和外加磁场下超导转变温度)；而当Co的磁矩垂直于样品平面时，Co/Nb/Pt和Co/Nb/Cu多层膜样品的归一化超导转变温度变化为11%，其变化幅度的差异源于Nb/Pt和Nb/Cu界面自旋轨道耦合效应强度的不同。进一步研究表明，当磁矩方向垂直于样品平面时，相比于将MgO插入超导/铁磁界面用于排除磁近邻效应的样品，Nb的体自旋轨道耦合等效场和铁磁交换相互作用对归一化超导转变温度的抑制幅度达到24%。理论研究表明改变自旋轨道耦合的强度或者铁磁层的磁矩方向可以调控超导材料中自旋三态Cooper对浓度，从而影响材料的超导转变温度，上述实验结果与理论预测一致。最后，根据Usadel方程求出三重态Cooper对的能量与磁矩方向和自旋轨道耦合强度的关系式，由此建立起三态Cooper对的能量与超导转变温度之间的联系。该研究工作理论定性解释了观察到的实验结果，为调控三态Cooper对开辟了新途径。