論文の概要: Flux pinning in superconducting multilayer 2H-NbSe$_2$ nano-step junction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.03801v1
- Date: Tue, 07 Jan 2025 14:09:49 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-08 15:49:02.979230
- Title: Flux pinning in superconducting multilayer 2H-NbSe$_2$ nano-step junction
- Title（参考訳）: 超伝導多層膜2H-NbSe$_2$ナノステップ接合におけるフラックスピンニング
- Authors: Minseong Kwon, Mingi Kim, Yoonji Gong, Heeyeon Lee, Young Duck Kim,
- Abstract要約: 超伝導体は、有限バイアスや磁場条件下であっても、散逸のない超電流を示す。
II型超伝導体における超電流とオーミック散逸の相互作用は、渦運動と渦ピンニング力の頑健さによって予測される。
2H-NbSe$$$の原子状薄型2H-NbSe超伝導体における超伝導相転移と渦ダイナミクスの実験的検討を行った。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3495246564946556
- License:
- Abstract: Superconductors exhibit dissipationless supercurrents even under finite bias and magnetic field conditions, provided these remain below the critical values. However, type-II superconductors in the flux flow regime display Ohmic dissipation arising from vortex dynamics under finite magnetic fields. The interplay between supercurrent and Ohmic dissipation in a type-II superconductor is dictated by vortex motion and the robustness of vortex pinning forces. In this study, we present an experimental investigation of the superconducting phase transitions and vortex dynamics in the atomically thin type-II superconductor 2H-NbSe$_2$. We fabricated a high-quality multilayer 2H-NbSe$_2$ with a step junction, demonstrating supercurrent in clean limit below a critical temperature of 6.6 K and a high residual resistance ratio of 17. The upper critical field was estimated to be 4.5 T and the Ginzburg-Landau coherence length 8.6 nm. Additionally, we observed phase transitions induced by vortex viscous dynamics in the 2H-NbSe$_2$ step junction. Analysis of the pinning force density using the Dew-Hughes model indicates that the pinning force in the 2H-NbSe$_2$ device can be attributed to step junction, related to the surface-$\Delta\kappa$ type of pinning centers. Our findings pave the way for engineering pinning forces by introducing artificial pinning centers through partial atomic thickness variation in layered 2D superconductors while minimizing unwanted quality degradation in the system.
- Abstract（参考訳）: 超伝導体は、有限バイアスや磁場条件下であっても、散逸のない超電流を示す。
しかし, フラックス流系におけるII型超伝導体は, 有限磁場下での渦動から発生するオミック散逸を呈する。
II型超伝導体における超電流とオーミック散逸の相互作用は、渦運動と渦ピンニング力の頑健さによって予測される。
本研究では,原子状に薄い2H-NbSe$_2$の超伝導相転移と渦動について実験的に検討した。
2H-NbSe$_2$をステップ接合で作製し, 臨界温度6.6K以下で高残留比17。
上部臨界場は4.5T、ギンズバーグ・ランダウコヒーレンス長は8.6nmと推定された。
さらに,2H-NbSe$_2$ステップ接合における渦粘性ダイナミクスによって誘起される相転移を観察した。
2H-NbSe$_2$デバイスにおけるピンニング力は,2H-NbSe$_2$デバイス表面の2H-Delta\kappa$タイプのピンニング中心に起因していると考えられる。
本研究は, 積層2次元超伝導体における部分原子厚変化による人工ピンニングセンタの導入により, システムの品質劣化を最小限に抑えながら, 工学的なピンニング力を実現する方法である。
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