Odd triplet superconductivity in superconductor–ferromagnet hybrid structures

We study the proximity effect in diffusive superconductor–ferromagnet structures. In particular we show that a triplet component of the condensate appears. This component is an odd function of the Matsubara frequency and an even function of the momentum. Therefore it is insensitive to the scattering by non-magnetic impurities. If the exchange field of the ferromagnet is homogeneous in space, only the triplet component with spin projection Sz=0 appears. The latter penetrates into the ferromagnet over the short length (D is the diffusion coefficient and h the exchange field) like the singlet component. However, if the exchange is not homogeneous the condensate has also the components with projections Sz=±1. These are long-range components which penetrate the ferromagnet over the (T is the temperature). We propose some experiments in order to detect the odd triplet component. To cite this article: F.S. Bergeret et al., C. R. Physique 7 (2006).

RésuméNous étudions l'effet de proximité dans des structures supraconducteur–ferromagnétique diffusives. Nous montrons en particulier qu'une composante triplet du condensat apparaît. Cette composante est fonction impaire de la fréquence de Matsubara et fonction paire du moment. Elle est donc insensible à la diffusion par les impuretés non magnétiques. Si le champ d'échange du matériau ferromagnétque est spatialement uniforme, seule apparaît la composante triplet de spin projeté Sz=0. Elle pénètre dans le ferromagnétique sur la courte distance (où D est le coefficient de diffusion et h le champ d'échange), tout comme la composante singulet. Cependant, si l'échange n'est pas uniforme, le condensat possède aussi les composantes avec projections Sz=±1. Ces dernières sont des composantes à longue portée qui pénètrent le ferromagnétique sur la distance (où T est la température). Nous proposons plusieurs expériences destinées à détecter la composante triplet impaire. Pour citer cet article : F.S. Bergeret et al., C. R. Physique 7 (2006).