Efecto de un canal transversal sobre el estado vórtice-antivórtice en una película superconductora

Effect of a transverse channel on the vortex-antivortex state in a superconducting film

En este trabajo se estudió el estado resistivo de una muestra superconductora mesoscópica en presencia de una corriente de transporte Ja, y a campo magnético nulo. Un canal no centrado de superconductividad depreciada (de ancho m y temperatura crítica más baja Tc) se ubicó a una distancia d del centro de la muestra. Variamos el ancho a del contacto metálico por el cual es aplicada la corriente externa. Estudiamos la densidad de electrones superconductores, la velocidad vórtice-antivórtice y las tasas de aniquilación de la supercorriente para varios anchos de los contactos metálicos y para la posición del canal. Nuestra investigación mostró que las corrientes críticas y la velocidad de los pares v − Av dependen fuertemente del tamaño del contacto y de la posición del canal en la muestra.

1. INTRODUCCIÓN

El estado superconductor resistivo de una muestra mesoscópica en presencia de una corriente de transporte puede explicarse mediante el conocido par vórtice-antivórtice cinemático (v-Av). Este par v-Av se considera como ondas de propagación del parámetro de orden ψ, en el cual, la densidad electrónica superconductora casi desaparece a lo largo de la línea donde se mueven los vórtices cinemáticos [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11]. Sivakov et al descubrieron experimentalmente que los vórtices V-Av se mueven con una velocidad υkv≃105 m/s, mientras que la velocidad de los vórtices Abrikosov es υav ≃103 m/s. Debido a su alta velocidad, los vórtices cinemáticos se asemejan a una línea en la que el parámetro de orden está despreciado [1,2,4]. En los últimos años se han llevado a cabo varias investigaciones teóricas en películas superconductoras en presencia de corrientes externas, por ejemplo, Sardella et al demostraron que una corriente externa puede activar magnéticamente los vórtices cinemáticos en un cuadrado superconductor con un agujero central. Además, descubrieron que la densidad electrónica superconductora junto a la línea de fase de deslizamiento tiene una importancia crucial para describir el máximo de la curva corriente-resistencia [12,13,14,15]. Berdiyorovet alstudied the kinematic vortex state on the time response of a bridge with pinning in presence of an applied current. Muestran que el estado resistivo se caracteriza por los posibles estados de vórtice y depende fuertemente de la corriente externa, también estudiaron el estado cinemático en muestras con puntos magnéticos, encontrando que los puntos aumentan el intervalo de corrientes para las que se produce un estado resistivo, donde un cambio en la fase θ de π, es el responsable de este vórtice cinemático [5,6,7,8,16]. Un análisis de la densidad electrónica superconductora en el borde de la muestra fue estudiado por Benfenati et al, ellos encontraron que debido al efecto de acoplamiento interbanda en un sistema de dos bandas existe una diferencia entre la temperatura crítica en el grueso y la superficie, también, la presencia del borde (frontera) induce fuertes variaciones de las brechas con la presencia de varias escalas de longitud [17].