Collective Josephson Vortex Dynamics in Long Josephson Junction Stacks
我们研究了传统长约瑟夫森结（LJJ）堆和层状超导体中的集体相动力学，表现出本征LJJ行为。使用解释磁感应效应和局部电荷中性击穿的理论模型（即，电荷效应），我们发现在本征LJJ叠层如Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+y}$（BSCCO）中的Josephson涡旋的集体运动，包括Josephson等离子体模的色散和Swihart型速度，与常规LJJ叠层中的那些相比有显著的改变.在BSCCO中，充电效应$α$的强度小（即，$α\sim 0.1-0.4$），但它导致集体相动力学的显著变化，包括稳定性条件的变化。此外，我们表明，分裂的超导分支的电阻状态是由于集体运动的约瑟夫森涡旋。这些子分支在线性电流-电压状态下的扩展宽度取决于$α$，这表明了测量BSCCO中充电效应的另一种方法。
2002-10-10 cond-mat.supr-con
Manipulating vortex motion by thermal and Lorentz force in high temperature superconductors
利用热力学和洛伦兹力，成功地控制了欠掺杂La $_{2 - x}$ Sr $_{x}$ CuO $_{4}$单晶和最佳掺杂YBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{7 - δ}$薄膜混合态中的涡旋运动.得出结论：$T_{c}$上方的强能斯特信号是由涡旋运动引起的。在正常状态下，为了减少准粒子散射的耗散贡献和增强由于可能的涡旋运动的信号，提出了一种新的测量配置。结果表明，在赝能隙区，能斯特信号（$H$ $| | $ $c$）在高温下是可以测量的，而Abrikosov磁通流耗散只能在高温下测量到$T_{c}$ .如果我们把赝能隙区的强能斯特信号归因于涡旋运动，那么这可能指向$T_{c}$上方和下方的不同涡旋。在$T_{c}$以下，耗散由Abrikosov涡的运动引起。在$T_{c}$以上，耗散可能是由自发产生的未结合的涡-反涡对的运动引起的。
2005-07-05 cond-mat.supr-con
Vortex Dynamics in Ferromagnetic Superconductors: Vortex Clusters, Domain Walls and Enhanced Viscosity
我们证明了铁磁超导体中由于磁矩的极化作用而存在长程涡旋-涡旋吸引。涡团然后稳定在低涡密度的基态。在洛伦兹力的驱动下，涡旋团的运动激发了磁振子。这种制度变得不稳定，在阈值速度以上的域壁产生缓慢的磁矩和涡旋配置的弛豫变得调制。这种涡旋和磁矩的动力学可以通过传输测量来探测。
2012-11-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Field-induced superconductor to insulator transition in Josephson-junction ladders
本文用自充电模型研究了外加磁场作用下梯形约瑟夫森结的超导体到绝缘体的转变。采用路径积分蒙特卡罗模拟方法对等效的（1 + 1）维经典模型进行了模拟，研究了相图和临界行为。除了超导（无涡旋）相之外，涡旋相也可以在增加磁场和小充电能量的情况下发生。结果表明，超导相和涡旋相之间存在一个绝缘相。令人惊讶的是，有限尺寸标度分析表明，即使外场打破时间反演对称性，场诱导超导到绝缘体的转变也是KT普适类。
2005-09-30 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Directional vortex motion guided by artificially induced mesoscopic potentials
矩形钉扎阵列的Ni点定义了一个潜在的景观在Nb膜的涡旋运动。两个面内正交电流同时注入的磁输运实验允许选择涡旋晶格上的洛伦兹力的方向和大小，从而提供涡旋运动的角度依赖性。背景耗散取决于低磁场下的角度，随着磁场的增加，背景耗散逐渐模糊。周期势沿沟道方向锁定在涡运动中。因此，涡格运动方向与所施加的洛伦兹力方向相差达85 °。
2003-07-17 cond-mat.supr-con
Lorentz force on superconducting vortices near line defects
本研究针对第二类超导体中线缺陷附近的涡旋洛伦兹力问题，结合解析与快速傅里叶变换数值模拟方法，揭示了线缺陷对涡旋受力的增强规律，为缺陷工程超导体的涡旋动力学研究提供了方法支撑。
2025-05-20 cond-mat.supr-con
Hall Effect in the Vortex Lattice of d-Wave Superconductors with Anisotropic Fermi surfaces
在含洛伦兹力的超导电性增广准经典理论的基础上，我们研究了具有各向异性费米面的d波涡旋晶格中由洛伦兹力引起的电荷分布与磁场的关系。由于能隙各向异性与费米面各向异性之间的竞争，涡旋晶格中的电荷分布随着磁场的增加而发生剧烈变化，这是由于最近的涡旋核电荷相互重叠造成的。此外，芯区中积累的电荷可以作为磁场的函数反转其符号。在各向同性费米面的模型中，无法观察到涡核电荷的这种强场依赖性。
2017-01-06 cond-mat.supr-con
Guided vortex motion in superconductors with a square antidot lattice
我们测量了带有反点正方形阵列的薄铅膜中涡旋迁移率的面内各向异性。作用在涡旋上的洛伦兹力通过增加两个垂直的电流并保持净电流的振幅恒定来旋转。一组电压探头用于检测涡流运动。我们发现，钉扎景观所提供的正方形反点晶格影响的涡旋运动在两个不同的方式。首先，涡旋速度的模量变得与角度有关，沿着钉扎阵列的对角线具有较低的迁移率。第二，涡位移优先平行于底层钉扎晶格的主轴，导致涡速度和施加的洛伦兹力之间的不对准。我们表明，这种各向异性的旋涡运动是温度依赖性和逐渐淡出时，接近正常状态。
2003-02-10 cond-mat.supr-con
Quantitative imaging of flux vortices in type-II superconductor MgB$_2$ using Cryo-Lorentz Transmission Electron Microscopy
在商用场发射枪基透射电子显微镜上成功地对高质量MgB $_2$单晶中的磁通涡旋进行了成像。在低温洛仑兹显微镜中，可以同时监测样品质量和涡旋晶格，使人们能够在显微镜下将表面质量和涡旋动力学联系起来。这种涡流运动最终确定了流阻率$ρ_{f}$，其知识对于诸如用于磁共振成像的超导磁体或导线的实际应用是必不可少的。所观察到的图案进行了分析，并与其他研究的低温洛仑兹显微镜或Bitter装饰。我们发现，涡旋晶格排列强烈依赖于样品制备过程中获得的表面质量，并倾向于在一个相对较低的磁场形成一个六角Abrikosov晶格。条纹或薄纱样图案，最近建议作为一个非常规的行为MgB $_2$的潜在签名，没有观察到。
2014-01-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Theory of fractional vortex escape in a 0-kappa long Josephson junction
我们考虑无限长0-κ约瑟夫森结中的分数约瑟夫森涡旋。施加到结的均匀偏置电流施加作用于涡旋的洛伦兹力。当偏置电流变得等于临界（或脱钉）电流时，洛伦兹力撕开整数磁通，并且结切换到电阻状态。在存在热和量子波动的情况下，这种逃逸过程已经在偏置电流的亚临界值下以有限的概率发生。我们分析了逃逸的分数涡映射的约瑟夫森相位动力学的单粒子在亚稳势的动力学，并推导出这种潜在的有效参数。这使我们能够预测逃逸率的行为作为一个函数的拓扑电荷的漩涡。
2008-12-18 cond-mat.supr-con
Charge Induced Vortex Lattice Instability
据预测，超导涡旋应该是带电的，并且这种效应对于高温超导体尤其增强。\cite{kho95,bla96}霍尔效应\cite{hag91}和核磁共振（NMR）实验\cite{kum01}表明存在涡旋充电，但影响很小，解释有争议。在这里，我们表明，Abrikosov涡晶格，超导体的混合状态的特征，将变得不稳定，在足够高的磁场，如果有电荷被困在涡核。我们的核磁共振测量的磁场中产生的漩涡在Bi $_{2}$锶$_{2}$钙铜$_{2}$ O $_{8+y}$单晶\cite{che07}提供的证据，静电驱动的涡旋晶格重建与每个$\mathbf{\sim 2}$ x $\mathbf{10^{-3} e}$的涡旋饼上的电荷的大小，取决于掺杂，与理论估计。\cite{kho95,kna05}
2010-10-05 cond-mat.supr-con
Self-induced pinning of vortices in the presence of ac driving force in magnetic superconductors
考虑到弛豫动力学（极化效应）所描述的磁矩与涡旋的相互作用，我们导出了涡旋态磁超导体对交流洛伦兹力$F_L(t)=F_{\rm ac}\sin(ωt)$的响应。在驱动力$F_{\rm ac}$的低幅值下，由于在低频下有效粘度的增强以及由于在高频下形成磁钉扎$ω$，系统中的耗散被抑制。在低频$ω$和高振幅驱动力$F_{ac}$的绝热极限下，当$F_L(t)$较小时，涡旋和磁极化形成涡旋极化子。当$F_L$增大时，涡旋极化子加速，在阈值驱动力下，涡旋极化子离解，涡旋运动与磁化弛豫解耦。当$F_L$减小时，涡旋被剩余磁化强度的背景重新俘获，它们再次形成涡旋极化子。当$F_L(t)$以相反方向增加时，重复该过程。值得注意的是，在解离后，解耦的涡旋在由磁化引起的周期性势中移动，该周期性势由于解耦后的延迟而保持一段时间。在这一阶段，涡旋以高频率振荡，该高频率由解离时刻的洛伦兹力决定。我们还推导出涡的蠕变率，并表明磁矩抑制蠕变率。
2012-12-26 cond-mat.supr-con
Comparatively High In-Field Critical Current in Type-II Superconductors from Heterogeneous Columnar Pins: A Molecular Dynamics Study
理论工作预测，Tc对纯剪切应变的强烈依赖性内的a-b平面的最佳掺杂的YBa2Cu3O {7-delta}的结果在异质柱状钉的涡旋线的位错线和纳米柱夹杂物平行于c轴排列。利用二维集体钉扎理论和相应的二维涡旋动力学的数值模拟计算了在这种钉扎/反钉扎线簇存在下由洛伦兹力驱动的刚性涡旋晶格的临界电流。理论和计算机计算都表明，异质柱钉的反钉扎分量对净场临界电流的贡献很大。
2009-10-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Constrained Hamiltonian dynamics for electrons in magnetic field and additional forces besides the Lorentz force acting on electrons
本文基于量子力学多体波函数和贝里联络，研究磁场中电子所受的约束动力学，揭示除洛伦兹力外还存在速度场动能梯度、化学势梯度及拓扑保护环电流相关的力，并阐明它们在超导、导线电流和电容器充电中的重要作用。
2024-10-01 cond-mat.supr-con math-ph math.MP
Vortex motion in tilted magnetic fields in highly layered electron-doped superconductor Nd2-xCexCuO4
研究了电子掺杂高温超导体Nd 2-xCexCuO 4混合态中载流子输运和涡旋系统的运动。为了研究多层结构NdCeCuO系统的磁电流效应的各向异性，我们合成了具有非标准c轴取向的Nd 2-xCexCuO 4/SrTiO 3外延薄膜和相对于衬底的导电CuO 2层。磁场B相对于电流J的倾斜角的变化揭示了在混合态中面内和面外电阻率r_xx（B）的行为主要取决于B的垂直于J的分量，这表明洛伦兹力F_L~[JxB]的关键作用，并定义了Josephson涡旋在CuO 2层上的运动。
2021-05-11 cond-mat.supr-con
Anisotropic vortex squeezing in synthetic Rashba superconductors: a manifestation of Lifshitz invariants
大多数二维超导体是II型，即，当暴露于面外磁场时，它们被量子化的涡流穿透。在存在超电流的情况下，类洛伦兹力作用于涡旋，导致漂移和耗散。在缺陷处的钉扎阻碍了电流诱导的涡旋运动，使得能够使用超导体来产生高磁场而不耗散。通常，钉扎强度在任何类型的成对断裂时都会降低。在这里，我们表明，在Rashba超导体的应用程序的面内场导致，而不是一个意想不到的增强钉扎。当相对于电流方向旋转场的面内分量时，涡旋电感变成高度各向异性的。我们解释这种现象的表现形式的Lifshitz不变项的金斯堡-朗道自由能，这是使反演和时间反演对称性破缺，并导致椭圆形压缩的涡核。我们的实验提供了Rashba超导体的基本特性，并提供了一种全新的涡旋操纵方法。
2022-11-29 cond-mat.supr-con
Visualization of Current-Driven Vortex Formation in High-$T_c$ Cuprate Superconductors
The University of Tokyo（东京大学）；Institute of Science Tokyo（东京科学大学）；National Institute for Materials Science（物质·材料研究机构）
研究通过电流驱动冷却在高温超导体中形成涡旋，揭示了自场效应对直流测量和玻璃转变的影响。
2025-11-25 cond-mat.supr-con
Hall Effect in the Abrikosov Lattice of Type-II Superconductors
本文从超导的增广准经典方程出发，研究了超导体中洛伦兹力引起的涡旋充电。我们的数值研究的s波涡旋晶格范围内$H_{\rm{c}1} < H < H_{\rm{c}2}$表明，每个涡核与一个单一的通量量子也积累电荷，由于循环的超电流，并有一个霍尔电压的核心。在核心中心处的电荷密度的场依赖性由$H(H_{\rm{c}2}-H)$很好地描述，其中在$H_{\rm{c}2}/2$附近具有源自增加的磁场和减小的对电势之间的竞争的峰。在低温下，半径为$0.5ξ_0$的核心区域中积累的电荷的峰值估计为大约$ηΔ_{0}/(k_{\rm F}ξ_0)\times|e|$ C/$Δz=1$ nm，其中$η\equivπε_0Δz/|e|^2=1.09\times10^{18}$ ${\rm{J^{-1}}}$和$e<0$是电子的电荷，$Δ_0$是在$T=0$处的能隙，$k_{\rm F}$是费米波数，$ξ_0$是在$T=0$处的相干长度。
2016-07-22 cond-mat.supr-con
Controlled suppression of local magnetization hysteresis by dc in-plane field in Bi2Sr2CaCu2O8
局域磁滞是高温超导体（HTSC）研究最广泛的特性之一。超导体中的磁滞现象通常来源于材料缺陷引起的体涡旋钉扎。另外两种已知的磁不可逆机制是Bean-Livingston表面势垒和几何势垒（GB）。GB的出现是由于渗透到样品中的涡流的线能量与迈斯纳电流的洛伦兹力之间的竞争，迈斯纳电流将涡流集中在样品的中心以形成圆顶形的涡流分布。这项工作表明，直流面内场克服滞后主要是通过GB抑制在考虑中的相图区域（高温和低场）。
2009-11-23 cond-mat.supr-con
Nucleation and Arrangement of Abrikosov Vortices in Hybrid Superconductor-Ferromagnetic Nanostructure
Adam Mickiewicz University（亚当·密茨凯维奇大学）
研究通过模拟揭示了混合超导-铁磁纳米结构中涡旋在不均匀磁场下的动态行为及稳态配置，揭示了复杂钉扎机制对超导系统优化的意义。
2024-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Mechanism of d_{x^2-y^2}-wave superconductivity based on doped hole induced spin texture in high T_c cuprates
基于掺杂空穴通过Zhang-Rice单线态形成诱导的具有非零拓扑密度的自旋织构，提出了高T_c铜氧化物的d_{x^2-y^2}波超导机制.这种对相互作用源于空穴与自旋织构之间的类磁洛伦兹力相互作用。研究了涡旋-涡旋相互作用和库仑排斥作用下对态的稳定性。该机制表明，通过在CuO_2平面中引入各向异性，出现了p波配对分量。
2005-12-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Charge/Spin Supercurrent and the Fulde-Ferrell State Induced by Crystal Deformation in Weyl/Dirac Superconductors
在Weyl/Dirac金属和超导体中，通过晶体形变可以产生出射手征磁场。出现的领域引起的手征异常现象的情况下，外尔半金属与通常的电磁场。本文利用从准经典Eilenberger形式导出的Ginzburg-Landau方程，阐明了手征磁场对Weyl/Dirac超导体中库珀对的影响.研究发现，在Weyl/Dirac超导体中，库珀对受到手征磁场的强烈影响，手征磁场产生的赝洛伦兹力稳定了Fulde-Ferrell态，并产生了平行于手征磁场的电荷/自旋超电流.这种效应类似于外尔半金属的手征磁效应。此外，我们还阐明了手征磁场既不产生迈斯纳效应，也不产生涡旋态。
2018-03-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Decoupled two-dimensional superconductivity and continuous melting transitions in layered superconductors immersed in a parallel magnetic field
基于各向异性阻挫XY模型，利用蒙特卡罗模拟研究了平行于超导层的磁场诱导的层间约瑟夫森涡旋的可能位相和B-T相图.在低磁场和小的各向异性参数下，观察到类似于Abrikosov（或煎饼）涡旋晶格熔化的一级相变，而在高磁场和大的各向异性参数下，观察到一个具有解耦的二维准长程晶序（QLRCO）和超导性的中间相.将模拟结果与对称性论证相结合，揭示了该中间相是Kosterlitz-lesser（KT）型的，二维准Josephson涡旋晶格的熔化和超导电性的抑制是一个KT转变。中间相向低温相的演化是二级的，属于3D XY普适类。三相边界在一个多临界点处汇合。结果表明，3D约瑟夫森涡旋晶格到2D相位的解耦是由热涨落激活的约瑟夫森磁通线穿过超导层的跳跃触发的。在高磁场和大各向异性参数下KT相的平衡相图与Iye等人在高Tc超导体Bi 2Sr 2CaCu 2 O（8+y）中观察到的独特的与洛伦兹力无关的耗散相一致（Physica 159 C，433（1989））。
2004-06-08 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
The effect of velocity anisotropy on the antiferromagnetic instability of a d-wave superconductor
本文研究了d波超导体中低能准粒子与涨落涡旋环耦合的有效2+1维电动力学（QED_3），其中速度各向异性：v_F不等于v_Delta。这个理论应该与欠掺杂铜氧化物中的量子超导体-绝缘体转变有关。在通常的大N近似下，我们发现弱各向异性对Lorentz不变量QED_3来说是一个无关的微扰，而狄拉克场的临界数N_c保持不变，低于N_c时，理论会出现反铁磁（手征）不稳定性。
2002-04-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con hep-th
Drastic enhancement of the thermal Hall angle in a $d$-wave superconductor
在低温和非常弱的磁场下，在铜酸盐超导体和CeCoIn $_5$中实验观察到$d$波超导体中热霍尔角的急剧增强[Phys. Rev. Lett. $\bf 86$，890（2001）; Phys. Rev. $\bf 72$，214515（2005）]。然而，据我们所知，它的微观计算尚未进行。为了从微观上研究这一点，我们基于超导的增广准经典方程和洛伦兹力，推导了具有孤立钉扎涡旋的极端II型超导体的热霍尔系数。利用它，我们可以证实，在没有共振散射杂质的$d$波超导体中，准粒子弛豫时间和热霍尔角都得到了增强，这是因为在零温附近占主导地位的能隙节点周围的准粒子被限制在特定取向上的动量。这种热霍尔角的增强也可以在其他具有大磁穿透深度的节超导体中观察到。
2020-05-17 cond-mat.supr-con
Charge expulsion, Spin Meissner effect, and charge inhomogeneity in superconductors
超导性发生在具有大量负电荷的系统中：在铜酸盐中高度带负电荷的$(CuO2)^{--}$平面，在铁砷化物中带负电荷的$(FeAs)^-$平面，以及在二硼化镁中带负电荷的$B^-$平面。而且，在几乎所有超导体的几乎充满（负电子）的能带中，正如它们在正常状态下的正霍尔系数所证明的那样。根据空穴超导理论，金属之所以成为超导体，是因为它们被驱动从内部排出负电荷（电子）。这就是为什么NIS隧穿谱是不对称的，负偏压样品的电流更大。这也是为什么会有迈斯纳效应：当电子在磁场存在的情况下被推向表面时，洛伦兹力赋予它们方位角速度，从而产生屏蔽内部磁场的表面迈斯纳电流。在第二类超导体中，作用在未到达表面的被驱逐电子上的洛伦兹力引起涡旋电流的方位角速度。在没有外加磁场的情况下，由于自旋-轨道相互作用，被驱逐的电子仍然获得方位角速度，对于自旋向上和自旋向下的电子，方向相反：“自旋迈斯纳效应“。这导致在没有外加场的情况下，宏观自旋电流在超导体表面附近流动。在强II型超导体中，这种物理学应该会在整个超导体内部产生电荷不均匀性和自旋电流，对（非磁性）无序具有很大的敏感性，并有很强的相分离倾向。
2008-10-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
