无序超导体中磁性3D到2D交叉的加速涡旋动力学

 

2018-11-18 17:59

  在超导体中,由于缺陷会钉扎涡旋,所以无序的结构会影响超导体的性质。热能可以释放涡旋,其蠕变速率取决于样品厚度,特别是当样品厚度减小到钉扎长度以下时。然而,在具有不同类型缺陷的系统中,关于钉扎的描述仍然存在争论。来自美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的Serena Eley及其同事们系统地研究了铌(Nb,超导临界温度Tc=9.2 K)和铜氧化物材料(Tc=92 K)薄膜的涡旋蠕变速率对厚度的依赖性。结果表明在这些材料中,缺陷对于钉扎涡旋具有不同的作用,同时,结果也表明这种方法提供了一种直接获得非均匀无序材料(如铜氧化物)中钉扎长度的方法。

  在超导体中,无序的结构会产生明显不同的结果,通过定位电子对来驱动超薄膜中的超导体绝缘体转变,通过定位涡旋(磁通量线)来提高厚膜的超电流承载能力。虽然电子由3D到2D的交叉过程在材料厚度~相干长度(d~ )方面获得了很好的研究,但同样重要的磁性交叉在材料厚度~钉扎长度(d~Lc)方面应该能够很大程度上改变材料特性远未得到充分验证。根据集体钉扎理论,长度为Lc的涡旋段可以调整到由点缺陷提供的能量井。因此,如果d截断Lc,从弹性到刚性涡旋动力学的变化应该会增加热激活涡旋运动的速率S。本论文中,我们在铌和铜氧化物薄膜中表征了S对样品厚度的依赖性。 其中,铌的表征结果与集体钉扎理论一致,而铜氧化物中的蠕变受到稀疏大沉淀物的严重影响。我们利用S与d之间灵敏度的关系来确定通常未知的标度Lc,从而建立了一种在非均匀无序材料中提取钉扎长度的新方法。

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