利用自旋电流控制超导电性

一个韩国研究小组由物理系Jhinhwan Lee教授发现了一间的超导和非超导态的铁基超导体使用一种电子显微镜倒装法。该小组应用自旋极化和非极化电流来局部改变样品中的磁有序。

研究小组确定了发展晶体管的基本物理原理，这些晶体管控制超导电性，并在原子级实现新的磁记忆。这项研究是第一次报告的直接实际空间观察这种类型的控制。此外，这是第一次直接原子尺度演示磁性与超导电性之间的关系。

团队控制和自旋极化扫描隧道显微镜观察到的磁性和电子性质（spstm），一个设备，通过在样品表面原子锋利金属尖。&nbsp；团队介绍新的方法来利用反铁磁铬尖进行spstm。反铁磁材料，其原子的磁场是有序交替升降的模式，它有一个最小的杂散磁场，可以在不经意的时候，作为一个spstm针尖样品的局部超导杀。

To study the connection between the C4 magnetic order and the suppression of superconductivity, the team performed high-resolution SPSTM scans of the C4 state with chromium tips and compared them with simulations. 结果导致他们认为在C4状态不能低能自旋涨落调解配对电子在能带结构的典型结构。这是至关重要的，因为这种电子的对抗，违背了它们相互排斥的自然欲望，导致超导电性。

李教授说，“我们的研究结果可以扩展到未来研究磁性与超导电性的使用自旋极化和非极化的电流控制，从而导致新的反铁磁存储器件，晶体管控制超导电性。”

这项研究发表在11月27日的《物理评论快报》上，作为编辑的建议。它还以物理学的观点为特色，在这篇论文中，前3%名的PRL论文发表了评论。它也可以在phys.org，这是一个由美国国家研究院科技新闻网站。此外，由李教授的团队设计和制造的用于研究的设备被选为2017年10月科学仪器评论（RSI）的封面；

李教授说：“在设计实验时，我们试图实现一些决定性的特征。例如，我们包括旋转控制功能使用一个反铁磁探头、宽范围的可变温度的功能被认为在高磁场结构是不可能的，和多个样本存储功能在系统的自旋控制实验温度较低，而不是使用简单的扫描探针显微镜与著名的原则或商业显微镜。因此，我们能够进行系统的实验，以控制磁性和超导性，这些相互竞争的组需要数年才能复制。”

他继续说，“有一些小困难，在基础科学研究的环境，如缺乏一个共享的氦液化器在校园和大学规模不足欣赏大型物理，必然需要时间。我们将通过在物理知识方面对实际设备和各种测量技术创新的研究项目，努力引领尖端科学的进步。”这项研究由韩国国家研究基金会资助。

图1。概念图的研究

自旋极化的铬（CR）尖端在C2磁有序的原始超导区被扫描，在背景中表现为电子对，表现为耦合的红色球体。自旋电流通过提示诱导C4磁序（黄色和蓝色plaquettes）抑制超导样品中由于其自旋涨落不能介导的电子配对，表示为红色球在单元格区域分解。