Физика Низких Температур: Том 47, Выпуск 11 (Ноябрь 2021), c. 981-988    ( к оглавлению , назад )

Local spin-triplet superconductivity in half-metallic manganites: A perspective platform for high-temperature topological superconductivity

V. N. Krivoruchko

Donetsk Institute for Physics and Engineering named after A. A. Galkin of the National Academy of Sciences of Ukraine Kyiv 03028, Ukraine
E-mail: krivoruc@gmail.com

Received May 15, 2021, published online September 24, 2021

Abstract

Topological materials and their unusual properties are nowadays a focus of experimental and theoretical research. Promising systems where topological superconducting phases can be realized are materials with a spin-triplet superconducting state. Yet, in the nature superconductors with a spin-triplet p-wave pairing are exceptions. The experimentally accessible way to overcome this bottleneck is spin-triplet pairing induced in proximitized structures of spin-singlet superconductors with time-reversal symmetry breaking counterparts. We discuss the possibility of creating such materials using superconductor–half-metallic manganite nano-structures. A unique promising feature of the proximity-coupled hybrid structures is high-temperature local triplet superconductivity in half-metallic manganites. The experimental evidence of a latent spin-triplet pairing in half-metallic manganites is presented and conditions favoring the topological superconducting state in nanostructures based on them are discussed.

Анотація

Топологічні матеріали та їх особливі властивості зараз перебувають у центрі уваги сучасних експериментальних та теоретичних досліджень. Перспективними матеріалами для реалізації топологічної надпровідної фази є матеріали зі спін-триплетним надпровідним станом. Проте природні надпровідники, що реалізують спін-триплетне p-хвильове спарювання, є винятком. Експериментально доступним способом подолання цього обмеження є спін-триплетне спарювання, індуковане в близькісних структурах спін-синглетних надпровідників із складовими компонентами, що порушують симетрією щодо інверсії часу. Обговорено можливість створення таких матеріалів на основі наноструктур надпровідник–напівметалевий манганіт. Унікальним багатообіцяючим фактором цих близькісних гібридних структур є високотемпературна локальна триплетна надпровідність у напівметалевих манганітах. Наведено експериментальні докази прихованого спін-триплетного спарювання в напівметалевих манганітах та обговорено умови, що сприяють топологічному надпровідному стану наноструктур на їх основі.

Key words: half-metallic manganites, localized superconducting Cooper pairs, topological superconductivity, superconductor–ferromagnet heterostructures.