The effects of magnetization switching on the superconducting properties of S/F bilayers and F/S/F trilayers

We discuss different effects which are experimentally found in superconductor (S)/ferromagnet (F) hybrids when the magnetization of the F-layers is inhomogeneous, or when the magnetization directions in different F-layers are not parallel. In bilayers consisting of Nb and Permalloy (Py), we find a lowering of the resistance in the superconducting transition at the coercive field Hco of the Py layer, which we attribute to the effects of domain walls. In trilayers of Cu0.46Ni0.54/Nb/Cu0.46Ni0.54 we find an increase of the depairing current in the superconducting state around Hco, which is probably also due to domain walls. In trilayers of Py/Nb/Py, however, we find, besides domain wall effects from individual layers, a strong increase of the resistance in the transition when the magnetization directions of the two Py layers are switched to an antiparallel geometry. We ascribe this to the presence of spin-polarized quasiparticles. To cite this article: J. Aarts, A.Yu. Rusanov, C. R. Physique 7 (2006).

RésuméNous discutons certains effets expérimentaux rencontrés dans les hybrides supraconducteur (S)/ferromagnétique (F) quand l'aimantation des couches F est inhomogène, ou quand les directions d'aimantation des différentes couches F ne sont pas parallèles. Dans les bicouches Nb/Permalloy (Py), nous trouvons une diminution de la résistance à la transition supraconductrice sous le champ coercitif de la couche Py, que nous interprétons comme un effet des parois de domaines. Dans les tricouches Cu0.46Ni0.54/Nb/Cu0.46Ni0.54, nous trouvons une augmentation du courant de dépairage dans l'état supraconducteur autour de Hco, qui est probablement aussi due aux parois de domaines. Cependant, dans les tricouches Py/Nb/Py, nous trouvons, en plus de l'effet des parois de domaine présentes dans les couches individuelles, une forte augmentation de la résistance à la transition quand les directions d'aimantation des deux couches Py sont commutées dans des directions non parallèles. Nous atribuons cet effet à la présence de quasiparticules polarisées en spin. Pour citer cet article : J. Aarts, A.Yu. Rusanov, C. R. Physique 7 (2006).