Физика Низких Температур: Том 43, Выпуск 6 (Июнь 2017), c. 843-859    ( к оглавлению , назад )

Колебания изолированного вихря Абрикосова в жестких сверхпроводниках II рода

В.Ф. Русаков1, В.В. Чабаненко2, A. Nabiałek3, А.Н. Чумак2,3

1Донецкий национальный университет им. Васыля Стуса, ул. 600-летия, 21, г. Винница, 21021, Украина

2Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина НАН Украины пр. Науки, 46, г. Киев, 03680, Украина
E-mail: vikchabanenko@gmail.com

3Institute of Physics, Polish Academy of Sciences, Al. Lotników 32/46, Warsaw 02-668, Poland

Статья поступила в редакцию 3 августа 2016 г.

Аннотация

В последнее десятилетие с помощью экспериментальной техники в объемных сверхпроводниках проведена регистрация и манипулирование отдельными вихревыми линиями. Электродинамический отклик запиннингованных вихрей в высокочастотном диапазоне позволил изучать особенности их поведения. Проведен анализ современного состояния проблемы колебаний изолированных вихрей Абрикосова в сверхпроводниках II рода. Проанализированы решения уравнений, описывающих собственные и вынужденные колебания изолированной упругой вихревой нити при учете различных сил, влияющих на ее движение: Лоренца, пиннинга, упругости и вязкости. В уравнениях учтены инерционные свойства вихря, обусловленные различными механизмами массивности. Обсуждается природа и величина эффективной массы вихря, обусловленная некоторыми из них. В спектре собственных колебаний роль каждой силы и инерционности вихревой нити детально проанализированы. В моде De Gennes–Matricon (порядка мегагерца) с параболическим законом дисперсии при учете силы пиннинга возникает активационный порог. Учет в уравнении движения эффективной массы вихря приводит к возникновению в спектре колебаний высоко-частотной моды (порядка терагерца), которая также имеет активационный характер. Для двух распространенных сверхпроводников (NbTi и анизотропного YBaCuO материала) приведены оценки характерных час-тот для этих мод. Представлены особенности резонансного поведения упругой массивной вихревой линии, возникающие под действием внешней вынуждающей однородной и затухающей вглубь образца гармонической силы, с учетом всех перечисленных выше сил. Проанализированы частотная и температурная зависимости поглощения энергии вихревой нитью. Максимум поглощения в низкочастотной ветви соответствует пороговой частоте, а в высокочастотной — циклотронной частоте вихря. Рассмотрены эксперименты по манипуляции одиночными вихрями и результаты моделирования динамики вихря.

PACS: 74.25.Uv Вихревые фазы (включая вихревые решетки, вихревые жидкости и вихревые стекла);
PACS: 74.25.Wx Вихревой пиннинг (включая механизмы и течение потока);
PACS: 74.25.Op Смешанное состояние, критические поля, и поверхностные слои;
PACS: 74.70.Ad Металлы; сплавы и бинарные компаунды (включая A15, MgB2, etc.).

Ключевые слова: вихрь Абрикосова, эффективная масса вихря, динамика вихревых линий, сила пиннин-га, сила вязкости.

Oпубликована онлайн: 25 апреля 2017 г.

 

Copyright © ФТИНТ НАН Украины . . All rights reserved.
ISSN: 0132-6414 (Print) | ISSN: 1816-0328 (Online)