Phase Transitions in Mesoscopic Superconducting Films
在宽的Ginzburg-Landau参数$0.05<κ_{eff}<\infty $范围内，求解了磁场中正方形介观超导薄膜的Ginzburg-Landau方程。我们发现，在较宽的参数范围内存在反涡旋相。当相干长度减小时，拓扑相变到具有相同的总涡度和降低的对称性的相位发生。发现涡度为$m=3$的巨涡对任何场$ξ/a$和$κ_{eff}\ge 0.1$都是不稳定的。还原$ κ_{eff}$并不使具有反涡旋的相更稳定，这与I型超导体的圆柱形样品的情况相反。
2003-09-15 cond-mat.supr-con
Mesoscopic Superconducting Cylinders: Phase Transitions, Phase Diagrams and Magnetization
在一般的de Gennes边界条件下，分析了介观圆柱体在外磁场中的超导态，给出了序参量。计算了在不同de Gennes“外推长度”$b$值下圆柱的下临界场和表面临界场。对于标准边界条件（对应于$b\to \infty $），我们用变分法计算了不同超导态之间的相变。基于序参量的试探函数，我们找到了Meissner态、单涡旋态和巨涡旋态的Ginzburg-Landau方程的近似解。计算了薄圆柱体的磁化曲线。
2001-05-18 cond-mat.supr-con
Within the framework of the generalized time-dependent Ginzburg-Landau equations, we studied the influence of the magnetic self-field induced by the currents inside a superconducting sample driven by an applied transport current. The numerical simulations of the resistive state of the system show that neither material inhomogeneity nor a normal contact smaller than the sample width are required to produce an inhomogeneous current distribution inside the sample, which leads to the emergence of a kinematic vortex-antivortex pair (vortex street) solution. Further, we discuss the behaviors of the …
2020-06-02 cond-mat.supr-con
Spontaneous generation of fractional vortex-antivortex pairs at single edges of high-Tc superconductors
具有对破缺边缘的非常规d波超导体具有自发破缺的时间反转和平移对称性的基态。我们使用准经典理论的超导性，以证明这样的阶段可以存在于任何单一的对破刻面。这意味着更多种类的系统，不一定是介观大小的，应该对这种对称性破缺不稳定。在小平面上平均的态密度显示出以零能量为中心的宽峰，这与在低温下具有与温度无关的宽度的宽零偏压电导峰的实验结果一致。
2017-08-28 cond-mat.supr-con
Inhomogeneous Superconducting States of Mesoscopic Thin-Walled Cylinders in External Magnetic Fields
本文从理论上研究了低温下磁场中介观超导薄壁柱中空间调制超导态的出现。电子沿圆柱圆周运动的量子化导致超导序参量的空间调制沿跃迁线Tc（H）的不连续演化。我们表明，这种不连续性导致的非单调行为的比热跳跃在超导性的温度和场的函数。我们认为，这种几何形状提供了一个很好的机会，直接和明确地检测独特的签名的富尔德-费雷尔-拉金-奥夫钦尼科夫调制的超导秩序。
2013-04-30 cond-mat.supr-con
Steady-state and equilibrium vortex configurations, transitions, and evolution in a mesoscopic superconducting cylinder
描述了一种研究介观II型超导圆柱中混合态的数值方法。稳态配置和瞬态行为的磁涡旋的各种值的所施加的磁场H。不同的多涡状态之间的转变，作为H的变化是由等高线图和跳跃的B与H图。使用最简单的弛豫方程组演化均匀超导初始状态表明，该系统通过近亚稳态的中间配置，而寻求最终的最小能量，稳定的状态符合平方对称的样品。一个有效的计划，以确定在介观系统中的平衡涡配置在任何给定的应用领域，不限于系统的对称性，设计和证明。
2003-08-22 cond-mat.supr-con
Superconducting properties of mesoscopic cylinders with enhanced surface superconductivity
本文用非线性Ginzburg-Landau理论研究了无限长超导圆柱体的超导态，圆柱体周围有一种在边界附近增强其超导性的介质。这种增强可能是由于接近另一个超导体或由于表面处理。与自由能类似，计算了磁化强度和库珀对密度。通过相图研究了不同的Ginzburg-Landau参数κ值下临界场和临界温度对表面增强的依赖关系。增加表面附近的超导性导致更高的临界场和临界温度。对于小直径的圆柱体，只有巨涡旋态成核，而对于较大的圆柱体，多涡旋态可以成核。这些多涡旋态的稳定性也依赖于表面增强。对于I型超导体，我们发现了一个显著的结果，即在一定的表面外推长度范围内，超导体可以从迈斯纳态过渡到涡度L > 1的超导态。这种行为在大κ的情况下没有发现，即II型超导性。
2001-06-20 cond-mat.supr-con
Vortex phases in mesoscopic cylinders with suppressed surface superconductivity
在一般de Gennes边界条件下研究了外磁场中介观圆柱体中的涡旋结构，其序参量对应于表面超导性的抑制。基于无涡、单涡、多涡和巨涡相的序参量的试函数求解了Ginzburg-Landau方程。计算了在表征序参量边界条件的不同de Gennes“外推长度”值下，外场平面内的平衡涡旋图、圆柱半径曲线和磁化曲线。所得的变分结果与一些可用的精确解的比较表明，我们的方法具有良好的精度。
2002-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Large Magnetoresistance Oscillations in Mesoscopic Superconductors Due to Current-Excited Moving Vortices
我们表明，在超导Nb梯的情况下，介观超导体通常表现出磁阻振荡的振幅和温度依赖性是不同的，从那些来自Little-Parks效应。我们证明，这些大的电阻振荡（以及单调的背景上，他们被叠加）是由于{ \it电流激励的运动涡旋}，其中施加的电流在竞争中的振荡迈斯纳电流施加/删除的障碍，在增加磁场的涡旋运动。由于以往任何时候都存在的电流在运输测量中，这种影响应被认为是在低$T_c$样品中的小公园效应，以及最近提出的热激活的耗散涡-反涡对在高$T_c$样品平行。
2012-06-19 cond-mat.supr-con
Mesoscopic field and current compensator based on a hybrid superconductor-ferromagnet structure
一个相当普遍的超导电性的增强表现在一个混合结构组成的亚微米超导（SC）样品与平面内铁磁体（FM）相结合。超导状态对于两个垂直极性抵抗高得多的施加的磁场，因为施加的场被FM屏蔽。此外，FM（在其力矩的垂直方向上）在SC平面中分别在磁体下方和侧面感应出两个相反的电流。由于补偿效应，超导性持续到更高的施加电流。随着电流的增加，样品经历SC-“电阻”-正常状态的转变，通过混合的涡旋-反涡旋和相位滑移现象。
2005-08-23 cond-mat.supr-con
Within the framework of the time-dependent Ginzburg-Landau theory we show that circularly polarized THz or far-infrared radiation induces a dc supercurrent that influences the dynamics of vortex-antivortex pair formation in a mesoscopic superconductor undergoing rapid thermal quenching. The Lorentz force arising from the supercurrents promotes vortex-antivortex separation and allows survival of the vortex polarity defined by the helicity of light. Based on this idea, we propose a two-stage irradiation scheme that provides a powerful method for controlled all-optical generation of Abrikosov vor…
2023-01-29 cond-mat.supr-con
Magnetoresistance oscillation study of the half-quantum vortex in doubly connected mesoscopic superconducting cylinders of Sr2RuO4
本文通过磁阻振荡测量在Sr2RuO4介观双连通圆柱中探测到半量子涡旋，揭示了其形成、穿越及捕获行为，并分析了面内磁场和测量电流的影响，为自旋三重态超导及HQV物理提供了新证据。
2020-10-29 cond-mat.supr-con
Variational method to study vortex matter in mesoscopic superconductors
本文提出了一个简单的变分模型来分析置于外磁场中的长圆柱形第二类超导体的超导态。在此模型框架下，可以求解序参量轴对称分布的态的Ginzburg-Landau方程。研究了外加磁场作用下不同超导态之间的相变，得到了薄圆柱体的平衡相图。找到了具有任意半径和Ginzburg-Landau参数的圆柱形第二类超导体的下临界场，计算了可携带多个磁通量量子的薄圆柱体的磁化强度与场的关系。
2000-11-08 cond-mat.supr-con
Giant oscillations of energy levels in mesoscopic superconductors
介观超导体中几何量子化和Andreev量子化的相互作用导致了能级随费米动量和/或样品尺寸的巨大介观振荡。量子化规则制定的封闭准粒子的轨道在样品边界处的正常散射的存在下。研究了介观系统的两个一般例子：（i）量子盒子中的一维Andreev态，（ii）介观圆柱中的单个涡旋。
2005-05-26 cond-mat.supr-con
Magnetic Fingerprints in Superconducting Au$_{0.7}$In$_{0.3}$ Cylinders
在亚微米直径的空心Au $_{0.7}$ In $_{0.3}$圆柱体的超导转变制度的低温部分中观察到可再现的样品特定磁阻波动（磁指纹）。波动的幅度被发现超过了几个数量级的正常金属的普遍电导波动。这些观测结果的物理起源与超导序参量的介观涨落有关。
2000-11-30 cond-mat.supr-con
Vortex states in nanoscale superconducting squares: the influence of quantum confinement
利用Bogoliubov-de Gennes理论研究了超导正方体的尺寸对量子限制区中涡旋态的影响。当超导相干长度与费米波长相当时，超导序参量的形状共振对涡旋位形有很大的影响。几个非常规的涡旋态，包括不对称的，巨大的多涡旋组合，并包括巨大的反涡旋的状态，被发现作为基态和它们的稳定性被发现是非常敏感的值的$k_Fξ_0$，样品的大小$W$，和磁通量$Φ$。通过提高温度和/或扩大样品的尺寸，量子限制被抑制，并且恢复了由Ginzburg-Laudau（GL）理论预测的传统介观涡旋态。然而，与GL的结果相反，我们发现，在整个温度范围内，包含涡诱导的涡旋-反涡旋对的态是稳定的。事实证明，量子限制引起的非均匀序参量有利于涡旋-反涡旋分子，以及在涡旋核中具有丰富结构的巨涡旋-在GL域中无法实现。
2013-10-02 cond-mat.supr-con
Soliton states in mesoscopic two-band-superconducting cylinders
在Ginzburg-Landau方法的框架下，我们提出了一个在外部平行磁场中介观（薄壁）双带超导柱中特定孤子态的自洽理论。当超导序参量的每个分量的相绕组数不同时，这种状态出现在“约瑟夫森型”带间耦合的存在下。我们在一定的无量纲参数$ε\approx\frac{\mathcal{L}_{m}}{\mathcal{L}_{k}}\ll1$中计算了系统的吉布斯自由能，直到二阶项，其中$\mathcal{L}_{m}$和$\mathcal{L}_{k} $分别是磁感应系数和动力学感应系数。我们得到了完整的精确孤子解。从局部和全局（热力学）稳定性的角度对这些解进行了深入的分析。特别是，我们表明，旋转对称性破缺所造成的孤子的形成引起的零频率旋转模式。虽然孤子态被证明是介稳态的，但最低单孤子态和介稳态零孤子态之间的最小能隙可以远小于后者的磁吉布斯自由能，只要带内“穿透深度”有很大不同，带间耦合很弱。我们的研究结果可能适用于一个广泛的类介观双连接结构呈现双带超导。
2011-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Vortex states in a mesoscopic superconducting triangle
求解了有限厚度铝介观超导三角形的非线性Ginzburg-Landau方程组。计算了三角形内超导相的分布以及三角形内和附近的磁场的分布。研究了超导相在三角形中的分布随外加磁场的变化。分析了磁场穿透三角形的可能情况。我们考虑了两种不同的状态：一种是单涡状态，另一种是三个涡和一个涡量L_a =-2的反涡对称组合（“3 - 2”组合）。自由能的计算表明，一个单一的涡穿透三角形通过一个边的中点。当涡靠近三角形中心时，“3 - 2”组合在热力学上是优选的。当单个旋涡（或“3 - 2”组合的每个分量）位于三角形的中心时，达到平衡。
2001-11-19 cond-mat.supr-con
Antivortices due to competing orbital and paramagnetic pair-breaking effects
预测了倾斜磁场中准二维超导体中热力学稳定的涡旋-反涡旋结构。对于这种几何形状，轨道和自旋对断裂效应都存在，其相对强度取决于倾斜角Θ。可能态的谱包含普通涡旋态（对于大Θ）和Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov态（对于Θ=0）作为极限。对于任意Θ，在H_{c2}附近求解准经典方程，结果表明，在接近Θ=0的小区间内存在涡旋和反涡旋共存的稳定状态。结果进行了比较与最近的预测在介观样品中的antivortices。
2005-02-25 cond-mat.supr-con
Enhanced vortex heat conductance in mesoscopic superconductors
本文用半经典方法和Bogoliubov-de Gennes方程的全量子力学分析方法研究了半径为几个相干长度量级的弹道介观超导长柱中电子沿磁通线的热输运。半经典的方法被构造类似于Landauer输运理论在介观导体采用的想法，即热进行沿涡核传播的准粒子模式。我们表明，在介观样品的涡旋热导是强烈增强的，其值相比，大块超导体，它的增长，圆柱半径减小。这种不寻常的行为的结果从一个强烈增加的单粒子传输模式的数量，由于巨大的介观振荡的能级，这源于之间的相互作用的Andreev反射在涡核边界和正常的反射在样品边缘。我们推导出精确的量子力学表达式的热传导和解决Bogoliubov-de Gennes方程数值。数值计算的结果证实了定性的Landauer型图片，并允许我们考虑部分反射的激励。我们分析了表面缺陷对核心激励频谱的影响。我们表明，巨振荡的核心水平，从而理想的介观样品的热传输特性的基本特征，以及广泛的一类表面缺陷。
2006-10-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Observation of Magnetic Fingerprints in Superconducting Au_0.7In_0.3 Cylinders
在无序超导Au_（0.7）In_（0.3）圆柱体的超导转变区的低温部分，实验上观察到了可再现的、样品特有的磁阻涨落（磁指纹）。波动的幅度被发现超过了几个数量级的正常金属的普遍电导波动。这些意见的物理起源进行了讨论的上下文中的超导凝聚能在无序超导体的介观波动。
2000-02-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
History and metastability effects in the intermediate state of mesoscopic type I superconducting Indium
我们报告详细的磁测量历史和亚稳效应的中间状态的介观圆柱体的I型超导铟。这包括观察的拓扑滞后与签名发生不同的临界领域在通量入口和通量出口。我们展示了过多的亚稳态配置和配方的存在，以访问它们。我们还展示了超导和正常状态的过热和过冷的表现，分别跨越超导转变。
2010-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Vortex charge in mesoscopic superconductors
本文用唯象的Ginzburg-Landau方法研究了圆对称介观超导体（即圆盘和圆柱）中的电荷密度。我们发现，即使在迈斯纳态下，样品中也存在电荷重新分布，使样品边缘带负电。在涡旋状态下，这种迈斯纳电荷和涡旋电荷之间存在竞争，这可能会随着磁场的增加而改变样品边缘处电荷的极性。分析表明，尽管电荷重新分配的介观样品作为一个整体保持电中性。
2000-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Vortex structure and intervortex interaction in superconducting structures with intrinsic diode effect
本研究通过GL理论与数值模拟，揭示本征超导二极管效应导致涡旋手性畸变、非中心相互作用力及力矩，并破缺涡旋-反涡旋对称性，为设计非互易超导器件提供指导。
2025-10-09 cond-mat.supr-con
Unconventional vortex states in nanoscale superconductors due to shape-induced resonances in the inhomogeneous Cooper-pair condensate
在介观超导体中的涡旋物质被认为受到样品几何形状的强烈影响。在这里，我们表明，在纳米尺度超导体的相干长度可比的费米波长的形状共振的序参量的结果在一个额外的贡献的量子拓扑限制-导致非常规的涡旋配置。我们的Bogoliubov-de Gennes计算在一个正方形的几何形状揭示了大量的不对称，巨大的多涡，涡反涡结构，稳定在很宽的参数范围内，这是非常不同的预测由金斯堡-朗道理论。这些非常规状态与高Tc纳米颗粒、受限的玻色-爱因斯坦凝聚体和具有邻近诱导超导性的石墨烯薄片相关。
2012-08-08 cond-mat.supr-con
Vortex States Induced by Proximity Effect in Hybrid Ferromagnet-Superconductor Systems
我们认为超导形核在多连接的介观样品，如薄壁圆柱体或环放置在电接触的铁磁体。本文从线性化的Usadel方程出发，研究了超导临界温度和序参量结构。我们提出了一种由交换场引起的不同涡旋的超导态之间的转换机制，这种转换与铁磁体中库珀对波函数的振荡行为有关。
2007-06-18 cond-mat.supr-con
Vortex configurations and metastability in mesoscopic superconductors
研究了多涡旋London区中轴向磁场作用下矩形截面超导圆柱中的涡旋动力学。所考虑的矩形范围从正方形到无限大的平板。通过假设Clem的涡核解，分析计算了置于样品任意位置的涡旋所携带的通量分布和总通量。在此框架下，分析计算了Bean-Livingston能垒。朗之万算法模拟通量渗透和动态演变的旋涡作为外部场是缓慢循环。模拟的磁化过程由亚稳态控制。磁化曲线是滞后的，顺磁响应的一部分，向下的分支，并提出了一系列的峰值对应于一个单一的漩涡的入口或驱逐。对于细长的矩形，涡流将自己排列成平行的涡流链，并且出现了与涡流链的产生或破坏相对应的磁化的附加调制。
2004-03-02 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Self-consistent solutions of Ginzburg-Landau equations and superconducting edge-suppressed states in magnetic field
本文数值研究了在外加磁场H中，当携带m个磁通量子的涡旋线位于圆柱轴上（巨m涡旋态）时，描述有限半径R的超导长圆柱中的序参量和磁场分布的Ginzburg-Landau方程组的自洽解。当场H超过某一临界值H_s时，巨m-涡旋解变得不稳定，并过渡到一个新的稳定的边抑制形式。在这种状态下，量子数m不变，但序参量在靠近圆柱表面的地方发生跳跃（几乎为零）而减小;然而，在离圆柱轴一定距离的深处，超导性仍然存在。这种边缘抑制态存在于场H_s<H<H_c中，其中H_c是发生二级相变到正常态的场。(In在大半径R和有限m的情况下，场H_c与临界场H_{c2}一致，在临界场中超导性在体中消失。如果涡度m很大，边缘抑制态退化为通常的表面超导态，并可能在电场H_{c3} =1.69 H_{c2}时继续存在。对于不同的半径R、涡度m和GL理论参数κ，求得了磁矩、总磁通量和吉布斯自由能随磁场H的变化关系。找到了R，κ，m的区间，在此区间上存在边抑制解.巨m-涡旋态在I型和II型超导体中都存在，但边缘抑制解只在II型超导体中存在（κ> 1/sqrt{2}）。对介观样品中的顺磁效应以及理论与实验的可能联系进行了简要的讨论。
2000-08-15 cond-mat.supr-con
Little-Parks Oscillations in Hybrid Ferromagnet-Superconductor Systems
在线性化Usadel方程的基础上，我们考虑了多连接介观超导体/铁磁体混合体（如与铁磁金属电接触的薄壁超导圆柱体）中的超导形核。我们研究了小帕克斯效应引起的$T_c$振荡和交换场引起的振荡之间的相互作用。我们证明了交换场引起不同涡旋度超导态之间的转换，这可能导致在磁场中超导转变的临界温度升高。此外，我们分析了S/F透明度对实现具有较高涡度的状态的影响。
2009-02-27 cond-mat.supr-con
Operation of a superconducting nanowire quantum interference device with mesoscopic leads
提出了一种描述超导纳米线量子干涉器件（NQUID）工作的理论。该装置由一对拓扑平行的超窄超导导线连接一对薄膜超导引线组成。由于超导序参量的热激活耗散涨落，它表现出固有的电阻。对于导线尺寸，应注意该电阻与垂直于导线的外部施加的磁场强度的相关性，使得磁场基本上完全且均匀地穿透导线。这种状态，其中至少一个引线尺寸位于超导相干和穿透长度之间，被称为介观状态。磁场引起器件电阻的显著振荡，其周期不受通过由导线和膜边缘包围的区域的Aharonov-Bohm效应的支配，而是在引线的几何形状方面，与薄壁超导圆柱体的众所周知的Little-Parks电阻形成对比。一个理论，包括这种现象，是通过扩展，设置平行的超导导线，Ivanchenko-Zil'berman-Ambegaokar-Halperin理论的情况下，短导线和Langer-Ambegaokar-McCumber-Halperin理论的情况下，较长的导线。它表明，NQUID作为一个探头的超导序参量的空间变化。
2005-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Induced vortex tunneling in a superconducting wire
本文研究了圆柱形超导薄膜导线中的感生拓扑跃迁。在过渡期间，电流的脉冲引起围绕圆柱体的虚拟涡旋-反涡旋对的传输。我们认为这两个瞬子的方法，其中的过渡被视为运动的漩涡在欧几里德时间，和实时的双重制定，其中的漩涡所描述的基本量子场。瞬子的方法是方便的讨论环境的影响，而在对偶配方中，我们表明，存在一个潜在的有用的绝热制度，其中的概率，以指数方式抑制，以创建一个真正的涡对，但总的运输的涡数可以是一阶。
2003-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
