Equilibrium First-Order Melting and Second-Order Glass Transitions of the Vortex Matter in Bi$_2$Sr$_2$CaCu$_2$O$_8$
通过测量存在涡旋“振动”时的局部\emph{equilibrium}磁化强度$M(H,T)$,绘制了BiPDMATHABMN Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_8$的热力学$H-T$相图。两个同样尖锐的一级磁化步骤显示在一个单一的温度扫描,体现了液-固-液序列。此外,二阶玻璃化转变线显示的平衡$M(T)$斜率急剧突破。一阶和二阶线相交在中间温度,表明存在四个阶段:布拉格玻璃和涡旋晶体在低场,玻璃和液体在较高的领域。
2005-11-13 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Disordered vortex matter out of equilibrium: a Langevin molecular dynamics study
讨论了朗之万分子动力学在无序涡旋物质非平衡性质研究中的应用。我们特别关注的是设置在无序的高$T_c$超导体,如YBCO的系统参数是现实的值。利用离散的弹性线模型,我们研究了远离热平衡的涡旋的不同方面。一方面,我们研究了无序环境下受驱动的磁通量线的稳态特性,即电流-电压特性、回旋半径和钉扎时间统计。另一方面,我们研究了复杂的弛豫过程和类玻璃动力学,出现在II型超导体由于之间的复杂竞争的远程涡旋-涡旋排斥和磁通钉扎由于随机放置的点缺陷。为此,我们考虑不同类型的突然扰动:温度,磁场,和外部电流猝灭。
2015-11-04 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
A closer look at the low frequency dynamics of vortex matter
使用扫描磁化率显微镜,我们揭示了新的光个别超导涡旋的动力学和检查的唯象模型的假设,传统上用于解释宏观交流超导体的电磁特性。在相对高温$T=6.8$ K下对2 H-NbSe $_2$单晶进行的测量表明,在0.3 ~ 2.6 Oe的激发振幅范围内,整体交流磁化率与振幅呈线性关系。实际上对应于强烈的非均匀涡旋振动。这是特别突出的领域冷却无序相,它经历了动态重组以上0.8 Oe的晶格缺陷的愈合和更均匀的振荡的漩涡证明。当从实验中选择微观输入参数时,这些观察结果被分子动力学模拟证实。理论模拟使我们能够重建的涡旋轨迹提供更深入的了解热诱导跳跃动力学和涡旋晶格重排。
2014-06-16 cond-mat.supr-con
Non-equilibrium structural phase transitions of the vortex lattice in MgB2
我们研究了超导MgB_2涡旋晶格中的非平衡相变,观察到与本征连续旋转相变有关的亚稳态。利用小角中子散射和停止运动技术,我们研究了在交流磁场的影响下,亚稳涡旋晶格返回到平衡态的方式。这表明了经历不连续转变的过冷情况与向平衡态的转变是连续的过热情况之间的质的差异。在这两种情况下,转变可以用活化过程来描述,活化势垒随着亚稳态被抑制而增加,正如以前对过冷涡旋晶格的报道[E. R. Louden等人,物理修订版B 99,060502(R)(2019)]。分别制备的过热亚稳涡旋晶格与不同的域人口表现出相同的过渡到平衡态。这提供了进一步的证据表明,涡旋晶格亚稳性,以及与过渡到平衡态的动力学,是由成核和生长的域和相关的域边界。
2019-02-12 cond-mat.supr-con
Structural studies of metastable and equilibrium vortex lattice domains in MgB2
MgB 2中的涡旋晶格的特征在于存在长寿命的亚稳态,其产生于穿过平衡相边界的冷却或加热。通过诱导涡流运动可以使平衡状态恢复。在这里,我们报告的小角中子散射研究的MgB 2,重点是涡旋晶格的结构特性,因为它是逐渐驱动从亚稳态到平衡态的交流磁场。使用通过冷却或加热跨越平衡相变获得的初始亚稳态进行测量。在所有情况下,纵向相关长度保持不变,并与样品厚度相当。相应地,涡旋晶格可以被认为是直杆系统,其中平衡态畴的形成和生长仅发生在垂直于外加场方向的二维平面中。对样品进行空间分辨光栅扫描,孔径小至80微米,对应于0.5 T外加场仅1.2*10^6个涡流。这些揭示了亚稳态和平衡涡旋晶格人口的空间变化,但个别领域没有直接解决。数据的统计分析表明平均畴尺寸的上限约为50微米。
2019-02-22 cond-mat.supr-con
Glass transitions in monodisperse cluster-forming ensembles: vortex matter in type-1.5 superconductors
在足够低的温度和高的密度下,超软粒子系综的平衡构型是自组装的、有序的簇晶。在目前的工作中,我们探讨了一个二维实现的平衡动力学,这是相关的超导材料与多尺度涡间力。我们发现,对于小的温度淬火后,抑制的热激活粒子跳跃阻碍了秩序。这导致在一个玻璃化转变的单分散合奏,我们得到一个微观的解释方面的“有效的多分散性”引起的多尺度相互作用。这表明,涡旋玻璃可以在“1.5”型超导体的薄膜的清洁系统中形成。研究这种物理学的另一种设置可以是分层的超导系统,其中可以设计有效的涡旋-涡旋相互作用的形状。
2017-02-10 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Two step disordering of the vortex lattice across the peak effect in a weakly pinned Type II superconductor, Co0.0075NbSe2
II型超导体中的涡旋晶格提供了一个通用的模型系统来研究存在随机钉扎的周期性介质中的有序-无序转变。在这里,使用扫描隧道光谱在弱钉扎Co0.0075NbSe2单晶,我们表明,在低温下,在一个3维超导体的涡旋晶格的障碍,在两个步骤中的峰值效应。在峰值效应开始时,平衡布拉格玻璃通过位错的扩散转变为取向玻璃。在较高的磁场下,位错解离成孤立的向错,产生非晶涡旋玻璃。我们还表明存在各种额外的非平衡亚稳态,这可以通过不同的热磁循环访问。
2015-02-17 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Langevin simulations of the out-of-equilibrium dynamics of the vortex glass in high-temperature superconductors
我们利用相互作用涡旋线的London-Langevin模型的数值模拟研究了脏高温超导体中磁通线的弛豫动力学。通过分析涡旋液相中的平衡动力学,我们发现了一个动态交叉到玻璃态非平衡状态。然后,我们专注于涡旋玻璃相的平衡动力学,使用的工具是常见的其他玻璃体系的研究。通过监测的两倍粗糙度和动态徘徊,我们确定和表征有限尺寸的影响是相似的,但更复杂,比清洁界面动态的静态粗糙度中发现的。二次密度-密度相关和均方位移相关年龄及其时间标度遵循与临界时相似的乘法律。的线性响应也年龄和它们的相关性的比较表明,平衡波动耗散关系被修改以一种简单的方式,允许识别的有效温度表征的动态的慢模式。有效温度与涡旋液体-涡旋玻璃的交叉温度密切相关。有趣的是,我们的研究表明,涡旋玻璃中的玻璃动力学基本上与无序环境中的单一弹性线相同(具有相同类型的标度,但具有不同的参数)。可能的扩展和这些结果的实验相关性进行了讨论。
2006-08-30 cond-mat.supr-con
Equilibrium and Driven Vortex Phases in the Anomalous Peak Effect
我们报告了一个重要的实验测试的峰值效应在弱无序II型超导体的现有模型。我们的研究结果有利于的情况下,峰值效应所产生的交叉之间的拉金钉扎长度和迅速下降的弹性长度填充与热激发的拓扑缺陷的涡旋相。在不同的驱动电流的峰值效应的发病的厚度依赖性研究表明,螺旋和刃位错参与的涡旋晶格无序。3D样品中的驱动动力学与2D样品中的驱动动力学有很大不同。我们认为,这可能是一个后果的螺旋位错在涡线晶格的Peierls潜力的情况下。
1998-05-07 cond-mat.supr-con
Vortex contribution to equilibrium currents
就像原子和分子中的轨道一样,持续电流可能出现在更大的聚集体中。虽然在经典理论中,不旋转物体的平衡磁矩是被禁止的,但已知平衡量子环流是允许的。预测这种电流与外部磁场是周期性的。它表明,在一般情况下,只要发现一个周期性的组件,必须有一个大的非周期性的组件迫使非周期性的贡献,平衡磁矩作为外部磁场的函数。
2008-07-14 cond-mat.other 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
Equilibrium vortex-line configurations and critical currents in thin films under a parallel field
本文从理论上研究了第二类超导薄膜在零温下的涡旋线平衡位形和临界电流。膜的厚度被假定为小于或等于穿透深度,自由钉扎的缺陷,并受到一个磁场平行于膜表面和一个传输电流垂直于该领域。通过数值最小化的精确伦敦理论能量表达式,使用模拟退火技术,在很宽的范围内的字段和电流的平衡配置确定具有很高的精度。这些涡线由直涡线链组成,其数量既取决于磁场又取决于电流。涉及链数的变化一个过渡被发现发生,如果该领域是在零运输电流增加,或如果运输电流增加在恒定的字段。在过渡处,涡线位置有相当大的重排,涡线数量有小的不连续变化。链数不太小的平衡构型形成了一个近乎完美的三角形晶格,相对于膜表面居中。然而,从这种安排的小偏差被发现是重要的,在确定附近的过渡和当运输电流接近临界电流的行为。结果表明,临界电流随外加电场的变化呈现非单调性。报道了场输运电流平面内的零温平衡相图。
1997-07-23 cond-mat.supr-con
Metastable inhomogeneous vortex configuration with non-uniform filling fraction inside a blind hole array patterned in a BSCCO single crystal and concentrating magnetic flux inside it
利用磁光成像技术,我们绘制了BSCCO单晶中六方有序盲孔阵列内部的局部磁场分布。局部磁场和屏蔽电流在阵列上的空间分布的性质揭示了在子匹配场处与盲孔部分匹配的非均匀涡旋配置的存在。我们观察到,填充分数是不同的,在两个不同的区域的阵列。阵列内的平均涡流构型被描述为具有不同平均充盈分数的斑块的斑块涡流构型。在低场部分填充阵列时,涡流配置的斑块性质更加明显,而在较高场,配置变得更加均匀,具有独特的填充分数。通过对阵列施加固定高度的磁场脉冲或变化高度的单个脉冲,揭示了这种片状涡旋结构的亚稳性质。涡流结构的亚稳性允许以相对容易的方式在盲孔阵列内产生通量重组和通量聚焦效应。磁场脉冲的作用改变了阵列内的涡流结构,并在图案化的阵列边缘周围产生屏蔽电流的均匀增强。增强的屏蔽电流通过驱动涡流远离阵列的边缘并朝向阵列的中心而将磁通量集中在阵列内。增强的屏蔽电流还防止涡流不受抑制地进入阵列。我们建议,亚稳态补丁内的盲孔阵列的旋涡配置是由于一个不均匀的钉扎景观导致不均匀填充个别盲孔。
2016-05-25 cond-mat.supr-con
Out-of-equilibrium dynamics of the vortex glass
利用朗之万动力学方法研究了具有随机钉扎的高温超导体中磁通线的弛豫动力学。在高温下,动力学是稳定的,波动耗散定理(FDT)成立。在低温下,系统不平衡与它的热浴:一个简单的乘法老化被发现,FDT被违反,我们发现,一个有效的温度表征系统的慢模式。演化的一般特征--标度律--是由随机环境中的单个弹性线的标度律决定的。
2005-11-28 cond-mat.supr-con
Relaxation dynamics in type-II superconductors with point-like and correlated disorder
采用弹性线模型,利用朗之万分子动力学(LMD)方法研究了无序II型超导体中磁涡旋线的稳态性质和非平衡弛豫动力学.我们提取的平均涡线速度和回转半径,以及在稳态的驱动电流的均方位移的依赖关系,并测量在老化制度的涡旋密度和高度的自相关。我们研究的样品与随机分布的点状或柱状吸引钉扎中心,这使我们能够区分复杂的弛豫功能的相互作用磁通线扩展与不相关的障碍。此外,我们发现,我们的新的LMD结果匹配早期的蒙特卡罗(MC)模拟数据以及,验证这两个微观上非常不同的模拟方法导致宏观上非常相似的结果,非平衡涡旋物质。
2013-05-22 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Vortex Lattices in Stripe Domains of Ferromagnet/Superconductor Bilayer
当平衡畴尺寸与有效穿透深度$Λ$相当时,铁磁/超导双层膜中畴结构的连续理论失效。相反,必须考虑离散涡的晶格。在这里,我们报告我们的结果,在条纹域结构的铁磁/超导双层膜的离散涡旋晶格。涡被假定为周期性地位于条纹域中的链上。我们研究了每个畴内最多包含三条链的构型,并通过基于London-麦克斯韦方程组的方法计算了它们的平衡能、平衡畴大小和涡旋位置。在平衡状态下,相邻区域中的涡移动一半,而它们在同一区域中彼此相邻。此外,更多的涡旋链每个域自发出现取决于磁化和畴壁能量。
2005-09-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Negative differential resistance state in the free-flux-flow regime of driven vortices in a single crystal of 2H-NbS$_2$
通过对2 H-NbS $_2$晶体的时间序列测量,揭示了驱动诱导的转变,其中临界电流(Ic)通过负微分电阻(NDR)转变从低Ic堵塞涡旋状态变化到高Ic堵塞涡旋状态。在这里,使用多个电流(I)-电压(V)测量周期,我们探索的统计性质,观察在自由磁通流(FF)制度的2 H-NbS $_2$单晶的NDR转变。无论是快的还是慢的磁场产生的涡旋态,观察到NDR跃迁的概率总是有限的。发现在FF区观察到NDR跃迁的几率随磁场(B)的增加而增加。在强钉扎机制中,所述概率变得与B无关。我们表明,较高的IC状态是唯一的,不能通过任何传统的路线访问。虽然I-V曲线不区分零场冷却(ZFC)和场冷却(FC)模式的涡旋态的准备,观察到NDR转变的概率有不同的B-依赖性的涡旋物质在ZFC和FC模式。我们发现,NDR发生在一个高耗散制度,其中的流动电阻率远高于理论值预期在FF制度。我们理解我们的结果的基础上,在2 H-NbS $_2$,这引发了快速增加的涡旋速度和重组的运动涡旋物质导致动态不稳定的涡流高驱动器的涡旋粘度的快速下降。这种动力学不稳定性导致NDR转变为具有高Ic的高熵涡旋态。
2021-11-03 cond-mat.supr-con
Dynamic Melting and Decoupling of the Vortex Lattice in Layered Superconductors
计算了二维和三维无序驱动涡旋晶格的动态相图。修正的林德曼标准的相邻涡的距离的波动,它统一了以前的分析方法的平衡和非平衡相变。动态熔化和去耦转变的温度变化被发现成比例的大驱动电流。与二维模拟的比较表明,这种唯象方法可以提供这些转变的位置的定量估计。
1997-12-22 cond-mat.supr-con
Structural Transition Kinetics and Activated Behavior in the Superconducting Vortex Lattice
利用中子小角散射,我们研究了MgB 2亚稳涡旋晶格态在交流磁场驱动下的行为。这示出了激活行为,其中AC场幅度和循环计数分别等同于有效的“温度”和“时间”。激活势垒随着亚稳态的抑制而增加,对应于涡旋晶格的老化。此外,我们发现一个交叉从部分到完全抑制亚稳域取决于AC场的振幅,这可能是经验上描述的一个单一的自由参数。这代表了一种新的集体涡旋行为,最有可能由平衡涡旋晶格域的成核和生长所控制。
2018-12-14 cond-mat.supr-con
Experiments in vortex avalanches
从地震到物种进化的许多现象中都存在雪崩动力学。当II型超导体受到外部驱动(例如通过增加磁场)时,也可以在涡旋物质中发现它。与热不稳定性相关的涡雪崩可能是应用程序的不良影响,但“动态驱动”雪崩之间的相互作用和淬火无序之间的竞争,形成一个有趣的场景来测试与非平衡动力学相关的理论思想。然而,与II型超导体中涡旋物质的平衡相不同,对相应的动力学相的研究--雪崩可能在其中发挥作用--仍处于起步阶段。在本文中,我们批判性地回顾了在过去十年左右进行的相关实验,强调不同的实验技术的能力,建立所观察到的雪崩行为的性质和统计特性。
2004-02-03 cond-mat.supr-con
Thermal vortex dynamics in a two-dimensional condensate
本文对热平衡中孤立涡旋的运动进行了分析和数值研究,该涡旋被定义为服从非线性随机薛定谔方程的复标量场$ψ(\r,t)$的点奇点。由于流体动力学波动包括在这个描述中,旋涡的动力学图像出现的大质量粒子与热浴接触,并作为一个被动标量平流背景随机流。我们表明,涡不执行一个简单的随机行走,涡航班的概率分布具有非高斯(指数)的尾巴。
2000-04-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Effective temperature in driven vortex lattices with random pinning
我们数值研究了非平衡驱动涡旋晶格中随机钉扎的相关函数和响应函数。从一个广义的波动耗散关系,我们计算了流体运动相的有效横向温度。我们发现,有效温度随驱动力的增加而降低,当动态横向冻结发生时,有效温度等于平衡熔化温度。我们还讨论了如何有效的温度可以从一个广义久保公式实验测量。
2002-06-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.supr-con
Superconducting Wigner Vortex Molecule near a Magnetic Disk
在非线性Ginzburg-Landau(GL)理论框架下,研究了超导薄膜中的涡旋结构,在超导薄膜的顶部有一个铁磁圆盘,反涡旋稳定在一个中心涡旋核(或巨涡旋)周围的壳层中,其大小和磁化强度受“幻数”的控制.绘制了平衡涡旋相图。通过在磁盘边缘下产生涡旋-反涡旋对来实现不同涡旋相位之间的过渡。
2002-11-25 cond-mat.supr-con
Dynamic interactions between pancake vortex stacks and Josephson vortices in Bi2Sr2CaCu2O8 single crystals: relaxation and ratchets
我们提出了一个详细的研究约瑟夫森涡旋和叠层的煎饼涡旋在Bi2Sr2CaCu2O8单晶之间的动态相互作用,通过测量所施加的面内磁场脉冲的c轴磁化强度的影响。主要的相互作用是使系统向平衡松弛。然而,使用高灵敏度的AC技术,我们也能够测量的力量,驱动系统远离平衡,与约瑟夫森和煎饼系统之间的拖曳相互作用的存在一致。这种力最近作为可能的磁通棘轮装置的基础进行了讨论。
2005-08-16 cond-mat.supr-con
Vortex Line Ordering in the Driven Three-Dimensional Vortex Glass
本文将电阻分流结动力学应用于具有随机扰动耦合的三维均匀阻挫XY模型,作为淬灭点钉扎的II型超导体驱动稳态模型。当无序强度p强到足以在平衡态产生涡旋玻璃时,我们将相图绘制为温度T和均匀驱动电流I的函数。我们发现,在有限的电流范围I_{c1}(T)<I< I_{c2}(T)内,系统有序地排列成一组周期性间隔的近晶涡线平面.近晶平面与相邻平面短程相关;给定平面内的涡旋线沿运动方向是周期性的,而沿所施加的磁场方向是无序的。
2007-01-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Melting and transverse depinning of driven vortex lattices in the periodic pinning of Josephson junction arrays
本文研究了在分数场或亚匹配场作用下,{ \it有限温度}下约瑟夫森结阵列(JJA)周期钉扎中运动涡旋晶格的非平衡动力学机制。我们得到了电流驱动的JJA作为驱动电流I和温度T的函数的相图。我们发现,当涡旋晶格是由电流驱动,脱钉过渡在$T_p(I)$和熔化过渡在$T_M(I)$成为分离,即使是一个字段,他们在平衡重合。我们还区分了在电流驱动方向上的涡旋晶格的脱钉和在垂直于驱动方向上的{ \it横向脱钉}。横向脱钉对应于在给定温度$T_{tr}$下运动涡旋晶格中横向阻力的开始。对于高于临界电流的驱动电流,我们发现运动的涡旋晶格在低T下首先发生横向脱钉转变,然后在较高温度下发生熔化转变,即$T_{M}>T_{tr}$。
2000-08-08 cond-mat.supr-con
Vortex phase diagram for mesoscopic superconducting disks
通过数值求解三维非线性Ginzburg-Landau(GL)方程,研究了薄于相干长度和穿透深度的介观圆盘在不同超导态之间的平衡和非平衡相变.我们发现,随着圆盘厚度和磁场的增加,从多涡旋超导态到巨涡旋态的转变是平滑的。得到的涡旋相图表明,作为磁场的函数,多涡旋和巨涡旋状态之间的重入行为。
1998-06-01 cond-mat.supr-con
Thermal creep emerging from cooling a tilted vortex lattice in uniaxial superconductor
一个受扰动的系统向一个平衡态松弛,这个平衡态由势能图景中的一个最小值给出。这通常是通过热激活的亚稳态跃迁发生的。相应的动力学称为蠕变,并遵循阿耳忒弥斯定律。这里我们考虑平衡位置取决于温度的情况。我们发现,这种效应发生在各向异性超导体$2\mathrm{H}$ - $\mathrm{Nb}\mathrm{Se}_{2}$的涡旋晶格时,磁场是倾斜远离主轴,它导致的蠕变时,冷却样品的特殊外观。温度决定系统的基态,同时又使系统回到平衡状态,起着双重的、对立的作用。我们预计,冷却诱导蠕变发生在相关系统中,具有许多自由度,允许通过热处理来调整平衡态。
2019-08-30 cond-mat.soft cond-mat.supr-con nlin.AO
Quench dynamics of the three-dimensional U(1) complex field theory: geometric and scaling characterisation of the vortex tangle
本文详细研究了三维U(1)不变相对论复场论的平衡性质和随机动力学演化。这个模型已被用来描述,在不同的限制,相对论玻色子在有限的化学势,II型超导体,磁性材料和宇宙学方面的属性。我们用不同的方法研究了热力学二级相变。我们研究了平衡态的涡旋构型及其在所有温度下的统计和几何性质。结果表明,在很高的温度下,纤维的统计是一个完全填充的环模型。我们确定的温度,在有序的阶段,在那里的涡长度的数密度下降,代数,我们将其关联到一个几何渗流过渡,我们以各种方式计算。我们测量的分形特性的旋涡纠缠在这个阈值。接下来,我们从无序相的平衡态开始,跨越热力学临界点,并深入有序相进行无限速率猝灭。我们发现,三个时间制度可以区分:第一种方法对一个国家,在数值精度,共享许多功能与一个在渗流阈值,后来的粗化过程,不改变,在足够低的温度下,分形特性的长涡环,和最终接近平衡。这些特征与用于建立涡线的重连规则无关。在每一个这些制度,我们确定了系统中的旋涡的各种长度尺度。我们还研究了有序化过程和拓扑缺陷的逐步湮灭的标度性质,并证明了随时间演化的涡旋纠缠的时间依赖性可以在动态标度框架内描述。
2016-09-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con quant-ph
Quasiparticle trapping in Meissner and vortex states of mesoscopic superconductors
如今,超导体在许多应用中发挥作用,从高磁场磁铁到超灵敏的辐射探测器。介观超导器件,即那些具有纳米尺度的器件,处于特殊的位置,因为它们在典型的操作条件下很容易被驱动出平衡。非平衡超导体的特征是非平衡准粒子。这些额外的激发可能会通过引入,例如,量子器件中的泄漏电流或降低的相干时间。通过施加一个外部磁场,人们可以方便地抑制或重新分配过剩准粒子的布居。在这篇文章中,我们提出了一个实验证明和理论分析,这种有效的控制准粒子,导致电子冷却的迈斯纳和涡旋态的介观超导体。我们介绍了准粒子动力学的理论模型,这是在定量协议与实验数据。
2016-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Vortex matter freezing in Bi$_{2}$Sr$_{2}$CaCu$_{2}$O$_{8}$ samples with a very dense distribution of columnar defects
我们表明,动态冻结的涡旋结构成核稀释密度在Bi $_{2}$ Sr $_{2}$ CaCu $_{2}$ O $_{8}$样品与密集分布的柱状缺陷,$B \sim 10^{-2} B_Φ$与$B_Φ=5$ \,千克,结果在配置与液体的相关性。我们提出了一个冻结模型,考虑由直接从实验图像中获得的局部应力驱动的双扭结激发为主的弛豫动力学。利用这个模型,我们估计了弛豫势垒和冻结温度。我们认为,低场冻结涡旋结构成核在密集分布的柱状缺陷,从而对应于一个不平衡的非纠缠液体的流动性大大降低,而不是一个快照的亚稳态与发散激活障碍,例如预期的玻色玻璃相在平衡。
2016-02-08 cond-mat.supr-con
Phase diagram of vortex matter in layered superconductors with random point pinning
本文研究了在垂直于超导层的磁场和随机原子尺度点钉扎中心存在下,层状高温超导体中超导涡旋系统的相图。我们考虑了高度各向异性的极限,其中不同层上的饼状涡仅通过它们的电磁相互作用耦合。涡系的自由能则表示为时间平均涡密度的Ramakrishnan-Yussouff自由能函数。我们在数值上最小化这个功能,并检查所产生的相位的属性。我们发现,在温度($T$)-钉扎强度($s$)平面上,在恒定的磁感应强度下,低$T$和$s$的平衡相是布拉格玻璃。随着$s$或$T$的增加,一级相变发生到另一相,我们将其表征为钉扎涡旋液体。弱钉扎涡旋液体获得高$T$和小$s$顺利跨越到强钉扎涡旋液体作为$T$减少或$s$增加-我们没有找到证据的存在,在热力学平衡,在这里考虑的钉扎参数范围内的一个明显的涡旋玻璃相。%cdr我们提出的密度关联函数,密度和缺陷分布,和局部场分布可通过$μ$ SR实验的结果。这些结果进行了比较与现有的理论,数值和实验研究。
2006-09-29 cond-mat.supr-con
Static Solitons of the Sine-Gordon Equation and Equilibrium Vortex Structure in Josephson Junctions
本文从一个新的数学观点出发,重新考虑了无输运电流时,单约瑟夫森结在外磁场中的涡旋结构问题。特别是,我们推导出一套完整的精确的解析解,代表所有的驻点(最小值和鞍点)的相关吉布斯自由能功能。这些解决方案的类型是由明确的评价吉布斯自由能泛函的第二变化。最小化吉布斯自由能泛函的稳定(物理)解形成一个无限集,并标记为拓扑数Nv= 0,1,2,.在数学上,它们可以被解释为非平凡的“真空"(Nv=0)和静态拓扑孤子(Nv= 1,2,.)在有限的空间间隔中的相位差的sine-Gordon方程:这种解决方案没有考虑在以前的文献。物理上,它们代表迈斯纳态(Nv=0)和约瑟夫森涡旋(Nv= 1,2,.)。新的物理解决方案的主要性质进行了深入的讨论。一个精确的,封闭形式的吉布斯自由能的解析表达式推导和数值分析。不稳定(鞍点)的解决方案也进行了分类和讨论。
2006-02-21 cond-mat.supr-con nlin.PS
Inverse melting of the vortex lattice
逆熔化,其中晶体在降低温度时可逆地转变成液相或非晶相,被认为在自然界中非常罕见。对这种不寻常的平衡现象的研究常常受到非平衡态的形成的阻碍,这种非平衡态掩盖了热力学相变,或者受到中间相的阻碍,正如最近在聚合物体系中所显示的那样。本文报道了Bi_2Sr_2CaCu_2O_8超导体中磁通量线晶格的一级逆熔化。在低温下,材料无序导致涡旋的显著钉扎,这阻止了对它们的平衡性质的观察。使用一种新引入的“涡抖动”技术,我们能够平衡的涡晶格。结果表明,随着温度的升高,无序涡旋相转变为有序晶格,这是逆熔化转变的直接热力学证据。有趣的是,结构有序的晶格比无序相具有更大的熵。这一发现表明,有序的涡旋晶格的破坏发生在沿着一个统一的一级过渡线,逐渐改变其字符从高温下的热诱导熔化在低温下的无序诱导的转变。
2001-03-28 cond-mat.supr-con
Gradient Flow in the Ginzburg-Landau Model of Superconductivity
我们提出了数值研究的Ginzburg-Landau模型中的涡的动力学方程来自梯度流的自由能。这些方程先前已经被提出来描述远离平衡的n-涡旋的动力学。我们能够模拟多个n-涡旋配置远离平衡的动态。我们一般发现,有两个时间尺度的平衡:一个短的时间尺度相关的形成时间为一个单一的n-涡,和一个较长的时间尺度的特征涡-涡相互作用。
2016-11-03 cond-mat.supr-con hep-th
First-Order Melting of a Moving Vortex Lattice: Effects of Disorder
本文采用电流驱动的三维XY模型,对运动涡旋晶格的熔化进行了数值模拟。我们发现,即使对于大的无序,当相应的平衡相变是连续的时,也存在一级相变。低温相是各向异性的移动玻璃。
1997-02-06 cond-mat.supr-con
Vortex lattice melting in layered superconductors with periodic columnar pins
本文研究了在磁场和柱状钉垂直于层的几何条件下,具有对称周期性柱状钉的高度各向异性层状超导体中涡旋晶格的熔化转变。热力学性质和平衡密度分布从一个适当的自由能泛函的数值最小化。我们发现一个线的一阶过渡,在一个临界点结束的引脚浓度增加。一个简单的朗道理论提供了一个半定量的解释的数值结果。
2001-06-14 cond-mat.supr-con
Some remarks on vortex matter in high temperature superconductors
我们表明,实验观察到的高温超导体中涡旋物质的某些特征可以用比通常更简单的方法来解释。特别地,我们考虑了低温下的磁通量蠕变以及H-T相图中的不可逆线。我们还讨论了一种新的方法来分析的平衡磁化强度的混合状态的第二类超导体,我们提出了一种替代配置的混合状态中的磁场接近上临界场。
2002-07-30 cond-mat.supr-con
Observing the Inverse melting of the vortex lattice in Bi$_2$Sr$_2$CaCu$_2$O$_8$ with point defects using Langevin simulations with vortex shaking
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朗之万动力学模拟.我们引入点缺陷作为随机势的平滑分布。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。采用特殊的振荡和退火过程使体系接近平衡构型。我们能够看到从布拉格玻璃到无定形涡旋玻璃态的逆熔融转变,与最近的实验一致。
2008-01-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.supr-con
Electron-phonon heat transfer in giant vortex states
我们研究了“脏”$s$波超导体中不同涡旋组态的非平衡准粒子的能量弛豫。用Usadel方法计算了Meissner态和巨涡旋态下半径为几个相干长度量级的介观超导圆盘中从电子子系统到声子的热流.重组过程被证明是强烈的影响,位于涡核和样品边缘的光谱间隙$E_{\rm g}$的迈斯纳电流减少的区域中的子隙状态的相互作用。为了揭示结果的物理起源,我们开发了一个半定量的分析近似的基础上相结合的Usadel方程的均匀解的Meissner和涡旋态的介观超导盘和解析计算相应的空间分辨的电子-声子热率。我们的方法提供了一个重要的信息,非平衡准粒子冷却的磁场诱导陷阱在各种介观超导器件。
2021-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Vortex-Line Phase Diagram for Anisotropic Superconductors
本文研究了置于相对于各向异性轴倾斜的外部磁场中的单轴各向异性超导体的零温涡旋相图,给出了BSCCO和YBCO的典型参数。伦敦近似中的精确吉布斯自由能,使用具有各向异性核心截止的自能表达式,在数值上被最小化,仅假设平衡涡旋状态是每个原始单元格具有单个涡旋线的涡旋线晶格。数值方法是基于模拟退火和使用一个快速收敛的系列计算涡线之间的相互作用的能量。报告了具有三个不同相的相图,并详细描述了相的特征。新的结果所施加的领域的值接近较低的临界字段的报告。
2002-10-04 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
Observation of hexatic liquid vortex matter in YBa2Cu3O7
用原子束探针研究了YBa_{2} Cu_{3} O_{7-?}在低于T_{C} 0.7 K温度范围内的量子化超导涡旋线的结构和动力学。在这里,我们报告的样品宽键取向顺序,但只有短程平移相关的涡旋配置的直接观察。这些数据意味着存在一个中间的'六角'涡线液相。我们发现,六角液体是在一个狭窄的温度范围内低于T_{C}的热平衡和淬火成一个固定的六角玻璃在低温下。
2002-09-27 cond-mat.soft cond-mat.supr-con
Mesoscopic superconductors in the London limit: equilibrium properties and metastability
本文研究了介观超导体中亚稳涡旋态的行为。我们的分析依赖于伦敦限制,在此范围内,它是可能的,以获得封闭的解析表达式的磁场和吉布斯自由能。我们特别考虑的情况下,涡是对称分布沿一个封闭的环。在那里,我们得到表达式的限制豆利文斯顿障碍和原来是顺磁性远离热力学平衡的磁化。在低温下,势垒足够高以观察到这种状态。我们还提出了基于基本拓扑考虑的热力学和亚稳态的局部描述;我们发现了这些亚稳态之间涡旋模式的结构相变,并计算了相应的临界场。
2000-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Hyperuniform vortex patterns at the surface of type-II superconductors
一个多粒子系统为了在热平衡时达到超均匀性,必须克服长程相互作用。流体动力学参数和数值模拟表明,尽管如此,一个三维的弹性线阵列与短程排斥相互作用,如涡旋物质在一个II型超导体,形成平衡的II类超均匀的二维点图案的任何常数- $z$截面。在这种情况下,密度波动在小波矢$q$处各向同性地消失为$\sim q^α$,其中$α=1$。该预测包括理想清洁情况下的固体和液体涡旋相,以及存在弱不相关无序的液体。我们还表明,三维布拉格玻璃相是轻微超均匀的,而玻色玻璃和相关的无序液相预计在平衡时是非超均匀的。此外,我们比较这些预测与实验结果的大波长涡旋密度波动的磁装饰涡旋结构成核的原始,电子辐照和重离子辐照超导BiSCCO样品在混合状态。对于大多数情况下,我们发现超均匀的二维点图案在超导体表面的有效指数$α_{\text{eff}} \approx 1$。我们解释这些结果在大规模的记忆的高温线液相保留在玻璃态动力学场冷却时的涡旋结构进入固相。我们还讨论了交叉预期的分散性的弹性常数在中间的长度尺度,和缺乏超均匀性的$x\,-y$平面的长度$q^{-1}$大于样品厚度由于有限尺寸效应在$z$方向。
2019-06-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.supr-con
Stability of interlinked neutron vortex and proton flux-tube arrays in a neutron star -- III. Proton feedback
本文通过三维耦合Gross-Pitaevskii与Ginzburg-Landau方程模拟中子星外壳中涡旋与磁通管缠结,发现质子反馈平滑减速、减小自转突变并稳定动力学。
2023-05-08 astro-ph.HE cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con