Non-reciprocity in the critical current has been observed in a variety of superconducting systems and has been called the superconducting diode effect. The origin underlying the effect depends on the symmetry breaking mechanisms at play. We investigate superconducting micro bridges of NbN and also NbN/magnetic insulator (MI) hybrids. We observe a large diode efficiency of $\approx$~30\% when an out-of-plane magnetic field as small as 25~mT is applied. In both NbN and NbN/MI hybrid, we find that the diode effect vanishes when the magnetic field is parallel to the sample plane. Our observations are consistent with the critical current being determined by the vortex surface barrier. Unequal barriers on the two edges of the superconductor strip result in the diode effect. Furthermore, the rectification is observed up to a temperature $\sim$10~K, which makes the device potential for diode based applications over larger temperature range than before.
Vortex lattice and vortex bound states in CsFe$_2$As$_2$ investigated by scanning tunneling microscopy/spectroscopy
利用扫描隧道显微镜/光谱(STM/STS)研究了不同磁场下CsFe $_2$ As $_2$单晶中的涡旋晶格和涡旋束缚态。随着磁场的增加,观察到了一种可能的涡格结构转变或交叉,即,在磁场接近0.5 T时,涡旋晶格由畸变的六角晶格转变为畸变的四角晶格。结果表明,在交叉区出现了由条形六方涡格和方形涡格组成的混合涡格。在涡心处还观察到涡束缚态。穿过涡旋的隧穿谱表明,随着STM针尖远离涡旋中心,束缚态峰位保持在零偏压附近。由涡旋束缚态能量估算的费米能很小。我们的研究为铁基超导体中的涡旋晶格和涡旋束缚态提供了实验信息。
Vortex state microwave response in superconducting cuprates and MgB$_2$
研究了YBaPDMATHABMM Cu $_{3}$ O $_{7-δ}$、SmBaPDMATHABMM Cu $_{3}$ O $_{7-δ}$和MgB $_{2}$在涡旋态下的微波响应物理.我们首先回顾了在伦敦极限下涡旋态微波响应的理论基础。然后,我们提出了一个广泛的测量领域,温度和频率依赖性的涡旋态微波复电阻率在超导薄膜,测量谐振腔和扫频Corbino磁盘。这些技术的组合允许在这些创新的超导体中的涡旋状态的微波响应的全面描述。在所有材料的调查,我们表明,单独的磁通量运动不能考虑到所有观察到的实验特征,无论是在频率,也不是在外地的依赖性。这种差异可以通过考虑准粒子对涡旋态响应的贡献(通常被忽略)来解决。奇特的,虽然不同的,这里考虑的超导材料的物理学,即两个带超导在MgB $_{2}$和超导能隙与线的节点在铜酸盐,引起一个大幅度增加的贡献准粒子场相关的微波响应。通过对实验数据的综合分析,可以提取或推断出许多与涡旋态有关的有趣的物理量,如涡旋频率和涡旋粘度随温度的变化,准粒子密度随场的变化,MgB $_{2}$中$σ$带超流密度随温度的变化等
Vortex deformation and breaking in superconductors: A microscopic description
传统上研究了非均匀临界电流密度下的涡旋破碎,尽管它也可能由于非均匀钉扎力分布而出现。在这篇文章中,我们研究的情况下,高钉扎/低钉扎/高钉扎分层结构。我们已经开发了一个弹性模型来描述在这些系统中的一个涡旋的变形在一个均匀的传输电流密度$J$的存在下,对于任何任意取向的传输电流和磁场。如果$J$高于某个临界值$J_c$,则涡流破裂,并出现有限的有效电阻。我们的模型可以应用到一些实验配置,涡破碎自然存在。对于$_2$ $_3$ O $_{7-x}$(YBCO)小角度晶界和相邻衬底上的膜,情况就是这样,其中分别由Abrikosov-Josephson涡旋(AJV)和Josephson弦涡旋(SV)经历断裂。与我们的模型,我们已经实验提取了一些内在的参数的AJV和SV,如线张力$ε_l$,并将其与现有的预测的基础上的涡结构。
Magnetic force microscopy versus scanning quantum-vortex microscopy: Probing pinning landscape in granular niobium films
Moscow Institute of Physics and Technology(莫斯科物理技术学院);Institute for Physics of Microstructures RAS(俄罗斯科学院微结构物理研究所);Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod(下诺夫哥罗德罗巴切夫斯基国立大学);Osipyan Institute of Solid State Physics Russian Academy of Sciences(俄罗斯科学院奥西皮扬固体物理研究所);ESPCI Paris -- PSL, CNRS, Sorbonne University(巴黎高等物理化工学院-PSL、法国国家科学研究中心、索邦大学)
Observation of individual vortex penetration in a coplanar superconducting resonator
The University of Tokyo(东京大学);University of Connecticut(康涅狄格大学);University of Arizona(亚利桑那大学);Institute of Science Tokyo(东京科学大学);National Institute for Materials Science(物质材料研究机构)
Probing Vortex Dynamics in 2D Superconductors with Scanning Quantum Microscope
rd Institute of Physics, University of Stuttgart(斯图加特大学物理第三研究所);Max Planck Institute for Solid State Research(马克斯·普朗克固体研究所);Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所凝聚态物理国家实验室);School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学物理科学学院);Institute for Theoretical Physics III, University of Stuttgart(斯图加特大学理论物理第三研究所);Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science(国立材料研究所材料纳米结构研究中心);Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science(国立材料研究所电子与光学材料研究中心);st Institute of Physics, University of Stuttgart(斯图加特大学物理第一研究所)