Langevin Dynamics of the vortex matter two-stage melting transition in Bi_2Sr_2CaCu_2O$_{8+δ}$ in the presence of straight and of tilted columnar defects
In this paper we use London Langevin molecular dynamics simulations to investigate the vortex matter melting transition in the highly anisotropic high-temperature superconductor material Bi_2Sr_2CaCu_2O$_{8+δ}$ in the presence of low concentration of columnar defects (CDs). We reproduce with further details our previous results obtained by using Multilevel Monte Carlo simulations that showed that the melting of the nanocrystalline vortex matter occurs in two stages: a first stage melting into nanoliquid vortex matter and a second stage delocalization transition into a homogeneous liquid. Furthermore, we report on new dynamical measurements in the presence of a current that identifies clearly the irreversibility line and the second stage delocalization transition. In addition to CDs aligned along the c-axis we also simulate the case of tilted CDs which are aligned at an angle with respect to the applied magnetic field. Results for CDs tilted by $45^{\circ}$ with respect to c-axis show that the locations of the melting and delocalization transitions are not affected by the tilt when the ratio of flux lines to CDs remains constant. On the other hand we argue that some dynamical properties and in particular the position of the irreversibility line should be affected.
Vortex Matter Transition in Bi${}_2$Sr${}_2$CaCu${}_2$O${}_{8+y}$ under Tilted Fields
用霍尔探针测量了${}_2$ ${}_2$ O ${}_{8+y}$在$c$轴倾斜磁场下的涡旋相图.当磁场与$c$轴成大角度施加时,在低于$H_p$的磁场中发现了不同于众所周知的峰值效应($H_p$)的异常($H_p^\ast$)。场$H_p^\ast$的角度依赖性是非单调的,并且明显不同于$H_p$,并且依赖于晶体的氧含量。结果表明在倾斜场作用下存在涡旋物质跃迁。可能的过渡机制进行了讨论。
Composite to tilted vortex lattice transition in $Bi_2 Sr_2 CaCu_2 O_{8+δ}$ in oblique fields
对层状超导体Bi $_{2}$ Sr $_{2}$ CaCu $_{2}$ O $_{8+δ}$单晶在斜磁场中的涡旋相图进行了精确测量,证实了除了通常的一阶涡旋晶格熔化线$H_{m}(T)$外,还存在第二相变.该转变具有强烈的一级特征,伴随着强烈的滞后,并在三临界点($H_{m}^{\perp}$,$H^{\parallel}_{cr}$)与熔点线相交。它的场依赖性和在三临界点处的熔化线的变化特征强烈地表明,与超导层紧密对准的磁场的基态是均匀倾斜的涡旋线的晶格。
Angularly Selective Enhanced Vortex Screening in Extremely Layered Superconductors with Tilted Columnar Defects
Low Temperatures Lab, Centro Atómico Bariloche, CNEA(低温实验室,巴里洛切原子中心,国家原子能委员会);Instituto de Nanociencia y Nanotecnología, CONICET-CNEA, Nodo Bariloche(纳米科学与技术研究所,CONICET-CNEA,巴里洛切节点);Instituto Balseiro, CNEA and Universidad Nacional de Cuyo(巴尔塞罗研究所,国家原子能委员会和库约国立大学);Neutrons Beam National Lab, CNEA(中子束国家实验室,国家原子能委员会);Vmnetic SAS;Laboratoire des Solides Irradiés, CEA/DRF/IRAMIS, École Polytechnique, CNRS, Institut Polytechnique de Paris(辐照固体实验室,CEA/DRF/IRAMIS,巴黎综合理工学院,CNRS,巴黎理工学院)
Effects of columnar disorder on flux-lattice melting in high-temperature superconductors
用路径积分蒙特卡罗模拟研究了柱状钉对高温超导体磁通线熔化转变的影响。我们突出的相似性和差异的柱状无序的影响上的熔化转变在YBa $_2$铜$_3$ O $_{7-δ}$(YBCO)和高度各向异性的Bi $_2$锶$_2$钙铜$_2$ O $_{8+δ}$(BSCCO)在磁场,使磁通线之间的平均间隔小于穿透长度。对于纯系统,从磁通线固体到液相的一级转变被视为温度升高。当向系统中添加柱状缺陷时,两种材料中的转变温度都不受影响,只要单个柱状缺陷的强度(表示为磁通线缺陷相互作用)小于给定密度的随机分布的柱状销的特定阈值。YBCO的阈值强度低于BSCCO。对于更高的强度,两种材料的转变线都向更高的温度移动,并且能量的急剧跳跃(一阶转变的特征)让位于能量的更平滑和逐渐上升(二阶转变的特征)。此外,当存在柱状缺陷时,涡旋固相被钉扎玻色玻璃相取代,这表现为平移顺序和取向顺序的显着下降,如通过适当的结构因子测量的。对于BSCCO,我们报告了一个不寻常的上升的平移顺序和六角顺序前的熔融过渡。在YBCO中没有观察到这种上升。
Vortex Solid-Liquid Transition in Bi$_{2}$Sr$_{2}$CaCu$_{2}$O$_{8+δ}$ with a High Density of Strong Pins
在%欠掺杂Bi $_{2}$ Sr $_{2}$ CaCu $_{2}$ O $_{8+δ}$晶体中引入大密度的柱状缺陷,在足够低的涡旋密度下,不会使不可逆性线增加到原始晶体的一级跃迁(FOT)场之外。在这样的低场下,磁通线漂移长度$r_{w}$表现为原始%Bi $_{2}$ Sr $_{2}$ CaCu $_{2}$ O $_{8+δ}$晶体。其次,在FOT以上的领域中的涡玻色玻璃沿$c$ -轴的涡位置相关性小于在低场涡固体。第三,玻色玻璃涡旋液体转变的信号在c轴相位相关性的快速下降。这些观测结果可以用“离散超导体”模型来理解。
Direct visualization of local interaction forces in Bi$_2$Sr$_2$CaCu$_2$O$_{8+δ}$ vortex matter
本文研究了电子辐照Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+δ}$样品在场冷却过程中冻结结构的局部涡旋-涡旋相互作用力$\textbf{f}_i$。我们计算这个幅度的涡旋结构的快照,通过磁装饰实验在不同的领域H在同一个样本。由于所观察到的结构对应于在T $\sim$ T $_{irr}$(H)冻结的平衡结构,因此在该温度下,$\textbf{f}_i$的局部模量大致等于样品装饰表面处的局部钉扎力。我们从f $_i$(r)分布的模值f $_{p}^{m}$估计最可能的局部钉扎力。我们发现,f $_{p}^{m}$增长代数与H和电子辐照的样品是50-20%小于样品的柱状缺陷。
Effect of quenched disorder in the entropy-jump at the first-order vortex phase transition of Bi$_{2}$Sr$_{2}$CaCu$_{2}$O$_{8 + δ}$
我们研究了淬火无序对极层状BiPDMATHABMM Sr $_{2}$ CaCu $_{2}$ O $_{8 + δ}$化合物一级涡旋相变热力学量的影响。我们跟踪的焓和熵跳跃的温度演变的旋涡凝固转变的交流局部磁测量装置。淬火无序引入到原始样品通过重离子辐照与铅和铅产生随机的柱轨道钉分布与不同的密度(匹配场$B_Φ$)。与以前的磁光报告相比,我们发现,一级相变持续的样品与$B_Φ$高达100\,高斯。对于非常低的密度的淬火无序(原始样品),考虑到钉扎的影响可以忽略不计,只有电磁耦合之间的煎饼涡躺在相邻的CuO平面的热力学性质的演变可以令人满意地解释。这种描述对于增加淬火无序的幅度是不令人满意的。
Anisotropy of Vortex-Liquid and Vortex-Solid Phases in Single Crystals of Bi$_2$Sr$_2$CaCu$_2$O$_{8+δ}$: Violation of the Scaling Law
本文采用Corbino几何方法研究了倾斜磁场中Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+δ}$单晶的涡旋液相和涡旋固相。结果表明,涡旋固相的各向异性随温度的升高而增大,并在$T\approx 0.97 T_c$处达到最大值。相反,涡旋液体的各向异性在整个测量温度范围内单调上升。所观察到的行为进行了讨论的背景下,在强分层系统中的涡的尺寸交叉和热波动。
On the melting of the nanocrystalline vortex matter in high-temperature superconductors
对高各向异性高温超导体Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_8$中的涡旋物质进行了多能级蒙特卡罗模拟.我们引入了满足$B_ϕ\le B$的低浓度柱状缺陷。同时考虑了薄饼涡之间的电磁相互作用和约瑟夫森相互作用。纳米晶,纳米液体和均匀的液相被确定与实验一致。我们观察到的两步熔融过程,也注意到增强的结构因子之前的熔融过渡。提出的理论模型与我们的研究结果是一致的。
在非常各向异性的层状超导体(例如Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_x$)中,倾斜的磁场可以作为平行和垂直于层的两个共存的涡旋晶格而穿透。在低出平面场的垂直涡形成一组孤立的涡链,最近已经详细观察到扫描霍尔探针测量。我们目前的计算表明,这种孤立链状态的一个非常微妙的稳定性。随着涡旋密度沿链的增加,存在向屈曲链的一级转变,然后链将在向复合链状态的连续转变中排出涡旋。在低密度下,由于链上的涡旋之间的长程吸引力,存在朝向聚集的不稳定性,并且在非常低的密度下,它变得在能量上有利于形成倾斜的链,这可以解释在最近的实验中看到的沿着链的涡旋的突然消失。
Unconventional critical state in YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7-δ}$ thin films with a vortex-pin lattice fabricated by masked He$^+$ ion beam irradiation
在$_{2}$ $_{3}$ O $_{7-δ}$超导薄膜中,形成了由直径为180 nm、间距为300 nm的柱状缺陷区(CD)组成的涡旋钉扎晶格。它们是通过用75 keV He $^+$离子通过模板掩模辐照而制造的。临界电流的峰值揭示了在样品边缘附近的域中的涡旋的相称捕获。在斜坡的外部磁场,临界电流峰值的位置从它们的平衡值移动到较低的磁场中的处女和较高的磁场中的磁场饱和下扫曲线,分别。根据以前的理论预测,这种不可逆性被解释为一个不均匀的,梯田状的临界状态,其中个别域被占据的固定数量的涡钉扎网站。的磁阻,在低电流密度下探测,是滞后和角度依赖性,并表现出最小值,对应于临界电流的峰值。极小值的位置与平行于CD轴的磁场分量成比例,只要倾斜的涡旋可以容纳在CD内。这种行为,不同于未照射的薄膜,证实了CD主导的钉扎。