Interactions d'échange magnétique à la proximité d'un supraconducteur

Résumé L'interface entre le magnétisme et la supraconductivité offre un merveilleux terrain de jeu pour entrelacer des degrés de liberté clés : paires de Cooper, spin, charge et interaction spin-orbite, à partir desquels émergent une multitude de phénomènes excitants, fondamentaux dans le domaine naissant de la spintronique supraconductrice et des technologies quantiques topologiques. Les interactions d'échange magnétique (IEM), qu'elles soient isotropes ou chirales telles que les interactions Dzyaloshinskii-Moriya, sont essentielles pour établir le comportement magnétique à ces interfaces ainsi que pour dicter non seulement des phénomènes de transport complexes, mais aussi la manifestation d'objets topologiquement triviaux ou non triviaux. Ici, nous proposons une méthodologie permettant l'extraction du tenseur des IEM à partir de simulations de structure électronique tenant compte de la supraconductivité. Nous appliquons notre méthode au cas d'une couche de Mn déposée sur la surface Nb(110) et explorons l'impact induit par la proximité sur les IEM. Celles-ci sont faiblement modifiées par un couplage électron-phonon réaliste. Cependant, en ajustant le paramètre d'ordre supraconducteur, nous révélons un changement potentiel de l'ordre magnétique accompagné d'un passage de chiralité, induit par l'interaction entre le spin et l'appariement de Cooper. Grâce à sa formulation simple, notre méthodologie peut être facilement mise en œuvre dans des cadres à la pointe de la technologie capables de s'attaquer à la supraconductivité et au magnétisme. Nous prévoyons ainsi des implications dans les simulations et la prévision de bits supraconducteurs topologiques ainsi que de dispositifs hybrides supraconducteurs cryogéniques impliquant des unités magnétiques.