論文の概要: Imaging the Meissner effect and flux trapping in a hydride
superconductor at megabar pressures using a nanoscale quantum sensor
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.03122v1
- Date: Mon, 5 Jun 2023 18:00:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-07 18:58:23.112577
- Title: Imaging the Meissner effect and flux trapping in a hydride
superconductor at megabar pressures using a nanoscale quantum sensor
- Title（参考訳）: ナノスケール量子センサを用いた水素化物超伝導体のメガバール圧力下でのマイスナー効果とフラックストラップのイメージング
- Authors: Prabudhya Bhattacharyya, Wuhao Chen, Xiaoli Huang, Shubhayu
Chatterjee, Benchen Huang, Bryce Kobrin, Yuanqi Lyu, Thomas J. Smart, Maxwell
Block, Esther Wang, Zhipan Wang, Weijie Wu, Satcher Hsieh, He Ma, Srinivas
Mandyam, Bijuan Chen, Emily Davis, Zachary M. Geballe, Chong Zu, Viktor
Struzhkin, Raymond Jeanloz, Joel E. Moore, Tian Cui, Giulia Galli, Bertrand
I. Halperin, Chris R. Laumann, Norman Y. Yao
- Abstract要約: ダイヤモンドアンビルセル内部の局所磁力測定を,大気圧下でサブミクロン空間分解能で行うことができることを示す。
最近発見された水素化物超伝導体であるCeH$_9$を特徴付けるために,本手法を適用した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 16.508647472216516
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: By directly altering microscopic interactions, pressure provides a powerful
tuning knob for the exploration of condensed phases and geophysical phenomena.
The megabar regime represents an exciting frontier, where recent discoveries
include novel high-temperature superconductors, as well as structural and
valence phase transitions. However, at such high pressures, many conventional
measurement techniques fail. Here, we demonstrate the ability to perform local
magnetometry inside of a diamond anvil cell with sub-micron spatial resolution
at megabar pressures. Our approach utilizes a shallow layer of Nitrogen-Vacancy
(NV) color centers implanted directly within the anvil; crucially, we choose a
crystal cut compatible with the intrinsic symmetries of the NV center to enable
functionality at megabar pressures. We apply our technique to characterize a
recently discovered hydride superconductor, CeH$_9$. By performing simultaneous
magnetometry and electrical transport measurements, we observe the dual
signatures of superconductivity: local diamagnetism characteristic of the
Meissner effect and a sharp drop of the resistance to near zero. By locally
mapping the Meissner effect and flux trapping, we directly image the geometry
of superconducting regions, revealing significant inhomogeneities at the micron
scale. Our work brings quantum sensing to the megabar frontier and enables the
closed loop optimization of superhydride materials synthesis.
- Abstract（参考訳）: 微視的な相互作用を直接変化させることで、圧力は凝縮相や物理現象の探索に強力なチューニングノブを提供する。
メガバー構造はエキサイティングなフロンティアであり、近年の発見には、新しい高温超伝導体、構造および原子価相転移が含まれる。
しかし、そのような高圧では、多くの従来の計測技術が失敗する。
ここでは,ダイヤモンドアンビルセル内の局所磁力測定を,メガバール圧力でサブミクロン空間分解能で行う能力を示す。
提案手法では,窒素空白 (nv) カラーセンタの浅層をアンビル内に直接注入し, nvセンターの固有対称性に適合する結晶カットを選択し, メガバール圧力で機能性を実現する。
この手法を用いて最近発見された水素化物超伝導体ceh$_9$を特徴付ける。
同時磁力計と電気輸送測定により, マイスナー効果の局所磁気特性と, ほぼゼロに近い抵抗の急激な低下という, 超伝導の2つの特徴を観測した。
マイスナー効果とフラックストラップの局所マッピングにより、超伝導領域の幾何学を直接画像化し、ミクロンスケールで重要な不均一性を明らかにする。
我々の研究は、メガバールのフロンティアに量子センシングをもたらし、超ハイドライド材料合成の閉ループ最適化を可能にする。
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