Свойства межтиповых сверхпроводников
Координатор проекта: Вагов А.В.
Исследователи: Шаненко А.А., Кроитору М.Д., Васенко А.С., Гойхман Г.Г.
Сотрудничество: Мюльбауер С. (Технический Университет Мюнхена, германия), Агиар Ж.А. (Федеральный Университет штата Пернамбуко, Россия), Кордоба-Камачо В.Е. (Католический Университет Ресифе, Бразилия), Вольф С. (Университет Мельбурна, Австралия), Кубитт Р. (Университет Лауе и Ланжевена, Франция)
Последние результаты и публикации
Самоорганизация суперструктур вихревой материи в межтиповых сверхпроводниках под действием тока
Мы приводим результаты для морфологии доменов вихрей в промежуточном смешанном состоянии (IMS) в межтиповом ниобиевом сверхпроводнике, полученным при помощи малоуглового рассеяния нейтронов в сочетании с транспортными измерениями.
Результаты эксперимента описывают самоорганизации доменов вихревой решетки в удлиненные параллельные полосы, перпендикулярные приложенному току. Эксперимент подтверждается теоретическими расчетами, которые обнаруживают важные детали эволюции вихревой материи. Наше исследование описывает механизм формирования спонтанных суперструктур, который тесно связан с универсальными явлениями, управляющими IMS в сверхпроводниках с малыми значениями параметра Гинзбурга-Ландау.
Current-induced self-organisation of mixed superconducting states
X. Brems, S. Muhlbauer, W.W. Y. Cordoba-Camacho, A.A. Shanenko, A. Vagov, and R. Cubitt,
Supercond. Sci. Technol. 35, 035003 (2022); DOI: 10.1088/1361-6668/ac455e
Универсальные конфигурации магнитного потока в сверхпроводниках между типами I и II
Эксперименты со сверхпроводниками между стандартными типами I и II выявили экзотические конфигурации магнитного потока. В них мейснеровские домены сосуществуют с островками вихревой решетки, а также с вихревыми кластерами и цепочками. До сих пор общая теория для описания таких конфигураций не была разработана.
В работе мы решаем эту давнюю проблему при помощи подхода, сочетающего теорию возмущений для микроскопических уравнений и статистическое моделирование вихревой материи. Этот подход не требует никаких предварительных предположений о распределении вихрей.
Разработанный метод дает наиболее полное описание перехода между типами сверхпроводимости, доступное на сегодняшний день. Смешанное состояние в этом режиме обнаруживает разнообразие экзотических конфигураций, которые воспроизводят все имеющиеся экспериментальные результаты. В работе представлен механизм формирования пространственных конфигураций, который тесно связан с математической самодуальностью теории БКШ. Этот механизм универсален и не зависит от деталей микроскопической модели.
Experiments with the crossover superconductors between standard types I and II revealed exotic magnetic flux patterns where Meissner domains coexist with islands of the vortex lattice as well as with vortex clusters and chains. Until now a comprehensive theory for such configurations has not been presented. We solve this old-standing fundamental problem by developing an approach which combines the perturbation expansion of the microscopic theory with statistical simulations and which requires no prior assumption on the vortex distribution. Our study offers the most complete picture of the interchange of the superconductivity types available so far. The mixed state in this regime reveals a rich manifold of exotic configurations, which reproduce available experimental results. Our work introduces a pattern formation mechanism that originates from the self-duality of the theory that is universal and not sensitive to the microscopic details.
Universal flux patterns and their interchange in superconductors between types I and II
Vagov, S. Wolf, M. Croitoru, A. A. Shanenko
Commun. Phys. 3, 58 (2020); DOI: http://www.nature.com/articles/s42005-020-0322-6
Связь между взаимодействием вихрей и их кластеризацией
Формирование кластеров находится в центре внимания междисциплинарных исследований как в химии, так и в физике. Мы рассматриваем экзотический пример этого явления в вихревой материи тонкого сверхпроводника. В сверхпроводящих пленках кластеризация происходит из-за особых свойств вихревых взаимодействий в кроссоверном или интертипном режиме между типами сверхпроводимости I и II. Эти взаимодействия определяются двумя параметрами: параметром Гинзбурга-Ландау κ, который определяет сверхпроводящий материал пленки, и толщиной пленки d, которая контролирует эффекты, связанные с магнитным полем вне образца.
В работе показано, что их конкуренция порождает сложную пространственную зависимость потенциала взаимодействия между вихрями, приводящую к формированию вихревых кластеров в виде цепочек.
Vortex Interactions and Clustering in Thin Superconductor
W. Y. Cordoba-Camacho, A. Vagov, A.A. Shanenko, J. Albino Aguiar, A. S. Vasenko and V. S. Stolyarov
The Journal of Physical Chemistry Letters 12, 4172 (2020); DOI: 10.1021/acs.jpclett.1c00764
Спонтанное формирование паттернов в сверхпроводящих пленках
Тонкие сверхпроводящие пленки обычно являются сверхпроводниками второго рода, даже если они изготовлены из материала первого рода. Причина - в наличии магнитных полей вне образца, стабилизирующих вихри за счет дальнодействующего отталкивания. Хотя очень тонкие пленки действительно достигают этого предела, существует большой интервал значений толщин пленки, при котором магнитные свойства не могут быть отнесены ни к одному из двух обычных типов сверхпроводимости.
Наши предыдущие расчеты показали, что в этом интервале в системе наблюдается спонтанное формирование структур магнитного потокока и сверхструктур, возникающих из-за взаимодействия между эффектами дальнего рассеяния и близости к точке самодуальности Богомольного. В основе этих расчетов лежали периодические граничные условия, которые, как известно из классической электродинамики, для систем с дальнодействующим взаимодействием могут приводить к искажениям поля и значительным расхождениям результатов разных методов расчета.
В этой работе мы показываем, что подобные спонтаннно возникающие конфигурации получаются и для сверхпроводящих пленок с открытыми граничными условиями в плоскости и, таким образом, это явление не зависит от граничных условий.
Spontaneous pattern formation in superconducting films
W. Y. Cordoba-Camacho, R. M. da Silva, A. A. Shanenko, A. Vagov, A. S. Vasenko, B. G. Lvov, and J. Albino Aguiar
J. Phys.: Condens. Matter 32 (7), 075403 (2020); DOI: 10.1088/1361-648X/ab5379
Исследователи: Шаненко А.А., Кроитору М.Д., Васенко А.С., Гойхман Г.Г.
Сотрудничество: Мюльбауер С. (Технический Университет Мюнхена, германия), Агиар Ж.А. (Федеральный Университет штата Пернамбуко, Россия), Кордоба-Камачо В.Е. (Католический Университет Ресифе, Бразилия), Вольф С. (Университет Мельбурна, Австралия), Кубитт Р. (Университет Лауе и Ланжевена, Франция)
Последние результаты и публикации
Самоорганизация суперструктур вихревой материи в межтиповых сверхпроводниках под действием тока
Мы приводим результаты для морфологии доменов вихрей в промежуточном смешанном состоянии (IMS) в межтиповом ниобиевом сверхпроводнике, полученным при помощи малоуглового рассеяния нейтронов в сочетании с транспортными измерениями.
Результаты эксперимента описывают самоорганизации доменов вихревой решетки в удлиненные параллельные полосы, перпендикулярные приложенному току. Эксперимент подтверждается теоретическими расчетами, которые обнаруживают важные детали эволюции вихревой материи. Наше исследование описывает механизм формирования спонтанных суперструктур, который тесно связан с универсальными явлениями, управляющими IMS в сверхпроводниках с малыми значениями параметра Гинзбурга-Ландау.
Current-induced self-organisation of mixed superconducting states
X. Brems, S. Muhlbauer, W.W. Y. Cordoba-Camacho, A.A. Shanenko, A. Vagov, and R. Cubitt,
Supercond. Sci. Technol. 35, 035003 (2022); DOI: 10.1088/1361-6668/ac455e
Универсальные конфигурации магнитного потока в сверхпроводниках между типами I и II
Эксперименты со сверхпроводниками между стандартными типами I и II выявили экзотические конфигурации магнитного потока. В них мейснеровские домены сосуществуют с островками вихревой решетки, а также с вихревыми кластерами и цепочками. До сих пор общая теория для описания таких конфигураций не была разработана.
В работе мы решаем эту давнюю проблему при помощи подхода, сочетающего теорию возмущений для микроскопических уравнений и статистическое моделирование вихревой материи. Этот подход не требует никаких предварительных предположений о распределении вихрей.
Разработанный метод дает наиболее полное описание перехода между типами сверхпроводимости, доступное на сегодняшний день. Смешанное состояние в этом режиме обнаруживает разнообразие экзотических конфигураций, которые воспроизводят все имеющиеся экспериментальные результаты. В работе представлен механизм формирования пространственных конфигураций, который тесно связан с математической самодуальностью теории БКШ. Этот механизм универсален и не зависит от деталей микроскопической модели.
Experiments with the crossover superconductors between standard types I and II revealed exotic magnetic flux patterns where Meissner domains coexist with islands of the vortex lattice as well as with vortex clusters and chains. Until now a comprehensive theory for such configurations has not been presented. We solve this old-standing fundamental problem by developing an approach which combines the perturbation expansion of the microscopic theory with statistical simulations and which requires no prior assumption on the vortex distribution. Our study offers the most complete picture of the interchange of the superconductivity types available so far. The mixed state in this regime reveals a rich manifold of exotic configurations, which reproduce available experimental results. Our work introduces a pattern formation mechanism that originates from the self-duality of the theory that is universal and not sensitive to the microscopic details.
Universal flux patterns and their interchange in superconductors between types I and II
Vagov, S. Wolf, M. Croitoru, A. A. Shanenko
Commun. Phys. 3, 58 (2020); DOI: http://www.nature.com/articles/s42005-020-0322-6
Связь между взаимодействием вихрей и их кластеризацией
Формирование кластеров находится в центре внимания междисциплинарных исследований как в химии, так и в физике. Мы рассматриваем экзотический пример этого явления в вихревой материи тонкого сверхпроводника. В сверхпроводящих пленках кластеризация происходит из-за особых свойств вихревых взаимодействий в кроссоверном или интертипном режиме между типами сверхпроводимости I и II. Эти взаимодействия определяются двумя параметрами: параметром Гинзбурга-Ландау κ, который определяет сверхпроводящий материал пленки, и толщиной пленки d, которая контролирует эффекты, связанные с магнитным полем вне образца.
В работе показано, что их конкуренция порождает сложную пространственную зависимость потенциала взаимодействия между вихрями, приводящую к формированию вихревых кластеров в виде цепочек.
Vortex Interactions and Clustering in Thin Superconductor
W. Y. Cordoba-Camacho, A. Vagov, A.A. Shanenko, J. Albino Aguiar, A. S. Vasenko and V. S. Stolyarov
The Journal of Physical Chemistry Letters 12, 4172 (2020); DOI: 10.1021/acs.jpclett.1c00764
Спонтанное формирование паттернов в сверхпроводящих пленках
Тонкие сверхпроводящие пленки обычно являются сверхпроводниками второго рода, даже если они изготовлены из материала первого рода. Причина - в наличии магнитных полей вне образца, стабилизирующих вихри за счет дальнодействующего отталкивания. Хотя очень тонкие пленки действительно достигают этого предела, существует большой интервал значений толщин пленки, при котором магнитные свойства не могут быть отнесены ни к одному из двух обычных типов сверхпроводимости.
Наши предыдущие расчеты показали, что в этом интервале в системе наблюдается спонтанное формирование структур магнитного потокока и сверхструктур, возникающих из-за взаимодействия между эффектами дальнего рассеяния и близости к точке самодуальности Богомольного. В основе этих расчетов лежали периодические граничные условия, которые, как известно из классической электродинамики, для систем с дальнодействующим взаимодействием могут приводить к искажениям поля и значительным расхождениям результатов разных методов расчета.
В этой работе мы показываем, что подобные спонтаннно возникающие конфигурации получаются и для сверхпроводящих пленок с открытыми граничными условиями в плоскости и, таким образом, это явление не зависит от граничных условий.
Spontaneous pattern formation in superconducting films
W. Y. Cordoba-Camacho, R. M. da Silva, A. A. Shanenko, A. Vagov, A. S. Vasenko, B. G. Lvov, and J. Albino Aguiar
J. Phys.: Condens. Matter 32 (7), 075403 (2020); DOI: 10.1088/1361-648X/ab5379
Нашли опечатку?
Выделите её, нажмите Ctrl+Enter и отправьте нам уведомление. Спасибо за участие!
Сервис предназначен только для отправки сообщений об орфографических и пунктуационных ошибках.