超伝導絶縁体転移近傍の電子状態と磁束状態

超导绝缘体转变附近的电子态和磁通态

基本信息

批准号：
02J06675
负责人：
森田真規子
金额：
$ 1.28万
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：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

典型的な第II種超伝導体と見なせるアモルファスMo_xSi_<1-x>超伝導膜の極低温におけるボルテックス状態を、乱れおよび次元性の効果を含めて明らかにすることを目指した。3次元膜では、絶対零度における量子磁束液体(QVL)相が、乱れ(常伝導抵抗率ρ_n)を増大させるとρ_nに比例して磁場・温度軸両方向に増大することを明らかにした。さらに、乱れを一定に保ったまま膜厚を減少させることによってQVL相を含む液体相の割合が広がることを明らかにした。これらの結果は、「乱れ(ρ_n)および2次元性が量子ゆらぎを強めQVL領域を拡大させる」という描像と一致する。2次元膜については、最低温(T=0.05K)で微小抵抗測定を行った結果、ある範囲の垂直磁場中でT→0において非常に小さいがゼロではない抵抗が残ることを見出し、これを2次元ボルテックスグラス(VG)固体中に存在するごく少数のボルテックス(または欠陥)の量子クリープによるものと解釈した。ただしこの状態は、他のグループが主張している多数のボルテックスの量子的運動に起因する高抵抗の金属的QVL相とは異なること、すなわち超伝導絶縁体(SI)転移の描像を壊すものではないことがわかった。さらに、同一試料基板上にストリップ形状と試料のエッジ効果を排除できるコルビノディスク形状の電極配置をもつ試料を用いて磁場誘起SI転移の比較実験を行った。電極形状によらず磁場中の電気抵抗は最低温までアレニウス型によく乗った。この結果は、我々のアモルファス薄膜ではエッジのピニング効果は無視できること、したがって、これまでの実験結果が確かに試料内部のボルテックス状態を見たものであり、磁場誘起SI転移を示す実験結果とその解釈は正しかったことを証明するものである。以上得られたすべてのデータは、3次元および2次元VG転移、あるいは2次元SI転移の描像とコンシステントであることがわかった。

我们的目的是阐明非晶Mo_xSi_<1-x>超导薄膜在极低温下的涡旋状态，该薄膜可以被认为是典型的II型超导体，包括无序和维度的影响。在三维薄膜中，我们发现随着扰动（法向电阻率 ρ_n）的增加，绝对零处的量子通量液相（QVL）在磁场和温度轴上均与 ρ_n 成比例增加。此外，还表明，通过在保持湍流恒定的同时减小膜厚度，包括QVL相的液相的比例增加。这些结果与“扰动 (ρ_n) 和二维增强量子涨落并扩大 QVL 区域”的情况一致。对于二维薄膜，通过在最低温度（T = 0.05K）下进行微电阻测量，我们发现在一定范围内的垂直磁场中，在T→0处仍然存在非常小但非零的电阻。据解释，这是由于二维涡旋玻璃（VG）固体中存在极少量涡旋（或缺陷）的量子蠕变。然而，这种状态与其他小组所争论的由多个涡流的量子运动引起的高电阻金属 QVL 相不同，并且不会破坏超导绝缘体 (SI) 转变的图像，我发现这是不存在的。 t。此外，我们使用条形样品和可消除同一样品基板上样品边缘效应的Corvino盘形电极布置，对磁场诱导的SI转变进行了对比实验。无论电极形状如何，磁场中的电阻都遵循阿累尼乌斯模式，直到最低温度。这一结果表明，在我们的非晶薄膜中，边缘钉扎效应可以忽略不计，因此，之前的实验结果确实着眼于样品内部的涡旋状态，这支持了磁场引起的 SI 转变的实验结果及其解释证明它是正确的。发现以上获得的所有数据与3D和2D VG转移或2D SI转移的描述一致。