超伝導渦糸系における非平衡相転移の探究と固体力学への適用

超导涡流系统非平衡相变探索及其在固体力学中的应用

基本信息

批准号：
20J21425
负责人：
前垣内舜
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

令和4年度は, 交流駆動によって起こる可逆不可逆転移(RIT)に加え, 直流駆動によって起こる動的秩序化転移についての実験も行った。まずRITについては, 走査型トンネル分光測定で得られた交流駆動後の渦糸像に対してドロネ―解析を行い, RIT転移点近傍における渦糸配置の秩序度の変化を格子性の観点から調べた。その結果, RIT転移点に近づくと, 乱れを残しつつも格子性が増すことがわかった。また乱れを含む秩序構造の分類法として知られるhyperuniform性を評価するために密度分散と構造因子を計算し, 駆動された渦糸系におけるhyperuniform構造の検出に初めて成功した。次に動的秩序化転移について, 特に乱れたプラスチックフローから異方的に(横方向にのみ)秩序を持つスメクチックフローへの変化を検出するために, x軸とy軸の両方向に駆動力を印加できる十字型の試料を考案し, 作製した。2段階緩和測定法, 横モードロック共鳴法および横電流電圧測定法という輸送現象測定法を独自に開発し, スメクチックフローの明確な検出と動的秩序化現象が2次の非平衡相転移であることの実証に成功した。以上の成果はPhysical Review Research誌に掲載された。最後に, 動的秩序化転移におけるKibble-Zurek(KZ)機構を調べた。これまでのKZ機構の実証実験は平衡相転移に限られており, 本研究により初めて非平衡相転移にも適用可能であることが示された。固体力学への応用としては, 物質材料中の欠陥密度をKZ機構によって制御するという展開が考えられる。本成果の適用によって, 従来の温度に加え, 外力という新たな変数を利用した物質材料作製が期待される。以上の成果はPhysical Review Letters誌に掲載され, 同誌のEditors' suggestionに選出された。

在2022财年，除了由电流驾驶交替导致可逆的不可逆过渡（RIT）外，我们还进行了有关DC驾驶引起的动态顺序过渡的实验。首先，对于RIT，我们通过扫描隧道光谱获得了AC驾驶后对涡流图像进行了绘制分析，并从晶格的角度从RIT过渡点附近的涡流排列进行了调查。结果表明，当RIT过渡点接近时，尽管有干扰，晶格的性能会增加。此外，计算了密度分散和结构因子以评估超均匀性，这被称为含有干扰的有序结构的分类法，并且首次检测到驱动涡流系统中的超明显结构是成功的。接下来，对于动态排序过渡，设计和制造了能够在X轴和Y轴方向上施加驱动力的交叉样品，以检测从受干扰的塑料流到各向异性（仅在侧向）顺序的变化。我们已经开发了一种称为两阶段弛豫测量，横向模式锁定谐振和横向电流电压测量的传输现象测量方法，并成功地证明了对近晶流量和动态排序现象的清晰检测是二阶非排量相变。上述结果发表在杂志的物理审查研究中。最后，研究了动态排序过渡中的千里桑岛（Kz）机制。 Kz机制的先前实验仅限于平衡相变，这项研究表明，它也首次适用于非平衡相变。固体力学的应用是通过Kz机制在材料材料中控制缺陷密度的发展。通过应用此结果，可以预计除常规温度外，还将使用新变量（例如外力）生产材料。这些结果发表在杂志《物理评论信》中，并被选为该杂志的编辑的建议。