走査トンネル分光顕微鏡法による超伝導渦糸ダイナミクスの実空間高時間分解能測定

使用扫描隧道光谱实时空间高分辨率测量超导涡旋动力学

• 批准号: 06J52362
• 负责人: 内山 和治
• 金额: $ 0.64万
• 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: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J52362/
• 关键词: 第二種超伝導体; 渦糸状態; 渦糸ダイナミクス; 走査トンネル顕微鏡

本研究において我々は、、第二種超伝導体YNi_2B_2Cを試料とし走査トシネル分光顕微鏡法を用いて、超伝導渦糸ダイナミクスを実空間・実時間で測定した。渦糸ダイナミクスは「マクロな物体の摩擦を伴う運動」という一般性を持った物理現象であり、それを実空間で測定し微視的に解明することは、共通した背景を持つ他の物理現象の研究にも大きな寄与を持つ。測定は極低温0.45K、高磁場1〜4Tにおいて行った。温度、磁場ともに、渦糸ダイナミクスを実空間測定した実験例が無い未知の領域である。測定範囲は最大で500nm四方であり、1Tを超える高磁場では数百個の渦糸を一枚の画像の中に捉える。さらに測定時間は一枚当たり約10秒まで短くし、渦糸の動きを高時間分解能で測定可能となった。渦糸を駆動する際には、外部磁場を0.2[T/hour]の一定レートで変化させた。磁場を上げると渦糸は試料中心へと運動する。その様子を走査トンネル顕微鏡で直接観測した。渦糸は集団として揃って運動していた。運動は磁束クリープであり、一回の移動は渦糸の大きさ程度(〜数nm)であった。極低温高磁場において渦糸格子は高密度の刃状転位を有し、転位のすべり面を境界としてずれ変形を示した。この観測結果から、渦糸格子は転位のすべり面を境界とする"渦糸集団"に分かれて運動することを明らかにした。渦糸ダイナミクスの運動単位である渦糸集団を実空間で観測したのは、この実験が初めてである。さらに、渦糸集団のサイズ、渦糸集団の境界の性質、などに関して磁場依存性を含めて測定した。

In this study, the second kind of superconductor YNi2B2C was investigated by spectroscopic microscopy. Vortex, friction and motion of objects, general and persistent physical phenomena, spatial measurement, Weishi app, explanation and common background, persistent and persistent physical phenomena, etc. Determination of extremely low temperature 0.45K, high magnetic field 1 ~ 4T Temperature, magnetic field, vortex and space measurement are unknown areas. The maximum measurement range is 500nm, and the high magnetic field is 1T. The measurement time is about 10 seconds, and the time resolution of the vortex is high. Vortex and external magnetic field are 0.2[T/hour] and change to a certain degree. The magnetic field moves upward and downward. A micro-mirror can be used to detect the particles directly. The vortex is concentrated in motion. The motion of the magnetic beam is very large (~ several nm). In the case of extremely low temperature and high magnetic field, the vortex lattice has a high density of knife-edge positions, and the surface of the vortex lattice has a high density of knife-edge positions. The result of this measurement is that the vortex lattice is located in the center of the vortex lattice. The motion of the vortex is measured in space. In addition, the characteristics of vortex clusters, vortex clusters boundary, and their dependence on magnetic fields are also determined.

项目成果

Ubiquitous V-Shape Density of States in a Mixed State of Clean Limit Type II Superconductors

清洁极限 II 型超导体混合态中普遍存在的 V 形态密度

• 发表时间: 2006
• 期刊: Phys. Rev. Lett. 97
• 作者: 沈睿;齋藤宏晃;松田康弘;秋本良一;嶽山正二郎;K.Machida et al.;N.Nakai et al.
• 通讯作者: N.Nakai et al.