Effects of magnetic excitations on the I–V characteristic of magnetic superconductors

Marina Hruška; Lev N. Boulaevskii

doi:10.1016/j.crhy.2005.12.002

Effects of magnetic excitations on the I–V characteristic of magnetic superconductors
[Effets des excitations magnétiques sur la propriété I–V des supraconducteurs magnétiques]

Marina Hruška ¹ ; Lev N. Boulaevskii ¹

¹ Los Alamos National Laboratory, Theoretical Division, Los Alamos, NM 87545, USA

Comptes Rendus. Physique, Superconductivity and magnetism, Volume 7 (2006) no. 1, pp. 42-55.

Résumé
Abstract

Le couplage des degrés de liberté magnétique et supraconducteur dans les supraconducteurs magnétiques conduit à des résonances sous le seuil dans la caractéristique I–V. Nous étudions deux mécanismes de couplage : le cotunneling induit par spin (dans les supraconducteurs magnétiques lamellaires) et l'interaction transportée par le champ magnétique alternatif d'un réseau de vortex en mouvement. Ce dernier mécanisme est étudié à la fois dans les supraconducteurs lamellaires et modérément anisotropiques. A la résonance, la dynamique des vortex dans les supraconducteurs magnétiques change brutalement, conduisant à des pics très marqués dans la caractéristique I–V continue à des tensions pour lesquelles la fréquence du réseau de vortex atteint celle de l'onde de spin $ω_{s} (g)$ (g désignant le champ de vecteurs position du réseau réciproque de vortex). Nous montrons que, pour une fréquence du réseau de vortex assez haute, les pics dans la caractéristique courant-tension des supraconducteurs magnétiques lamellaires de carbure de bore et cuivriques émergent suffisamment du bruit de fond de quasiparticules pour être observés.

The coupling between magnetic and superconducting degrees of freedom in magnetic superconductors leads to subgap resonances in the I–V characteristic. We study two mechanisms of coupling: the spin-assisted cotunneling (in layered magnetic superconductors) and the interaction mediated by the ac magnetic field of a moving vortex lattice. The latter mechanism we study in both layered and moderately anisotropic superconductors. At resonance conditions the dynamics of vortices in magnetic superconductors changes drastically, resulting in strong peaks in the dc I–V characteristic at voltages at which the washboard frequency of vortex lattice matches the spin wave frequency $ω_{s} (g)$ , where g are the reciprocal vortex lattice vectors. We show that for a high enough washboard frequency, peaks in the I–V characteristic in borocarbides and cuprate layered magnetic superconductors are strong enough to be observed on the quasiparticle background.

Publié le : 2006-01-01

DOI : 10.1016/j.crhy.2005.12.002

Keywords: Moving vortex lattice, Borocarbides, Cuprates
Mots-clés : Réseau de vortex en mouvement, Carbure de bore, Cuivriques

Affiliations des auteurs :

Marina Hruška ¹ ; Lev N. Boulaevskii ¹

¹ Los Alamos National Laboratory, Theoretical Division, Los Alamos, NM 87545, USA

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Marina Hruška; Lev N. Boulaevskii. Effects of magnetic excitations on the I–V characteristic of magnetic superconductors. Comptes Rendus. Physique, Superconductivity and magnetism, Volume 7 (2006) no. 1, pp. 42-55. doi : 10.1016/j.crhy.2005.12.002. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/physique/articles/10.1016/j.crhy.2005.12.002/

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