Repositorio UFRO · Omeka S

Controlling vortex matter via a superconducting nano-bridge sample

Primer Autor	Aguirre, C. A.
Título	Controlling vortex matter via a superconducting nano-bridge sample
Editorial	SPRINGER HEIDELBERG
Revista	APPLIED PHYSICS A-MATERIALS SCIENCE & PROCESSING
Lenguaje	en
Resumen	A fundamental understanding of superconducting nanodevices is required to develop emerging quantum technologies. We use time-dependent Ginzburg-Landau theory to investigate the magnetic response of a three-dimensional monolithic superconducting nano-bridge in the presence of two external magnetic fields. Our analysis focuses on the behavior of the Gibbs free energy density, magnetization, superconducting Cooper pair density, current flow as a function of geometry, external magnetic fields, and induced currents. In three distinct cases, we explore the interplay between geometry, induced current, and vortex dynamics. First, we analyze the stability of vortices under variations of the geometry without induced currents. Second, we examine the influence of induced currents (given by a second external magnetic field) on the left single boundary of the superconducting nano-bridge sample while keeping the geometric parameters fixed. Third, we introduce left and right-induced currents at the boundaries and investigate their impact on vortex nucleation. Our results demonstrate that the nano-bridge dimensions play a crucial role in stabilizing and controlling single-vortex states in the nano-bridge sample. We find that induced currents generate vortex motion within the superconducting nano-bridge sample, highlighting the intricate dependence of vortex dynamics on currents under geometrical constraints. Our findings provide valuable insights into controlled vortex manipulation in nano-scale superconductors, with potential applications in superconducting electronics and quantum technologies.Para desarrollar tecnologías cuánticas emergentes, es fundamental comprender los nanodispositivos superconductores. Utilizamos la teoría de Ginzburg-Landau dependiente del tiempo para investigar la respuesta magnética de un nanopuente superconductor monolítico tridimensional en presencia de dos campos magnéticos externos. Nuestro análisis se centra en el comportamiento de la densidad de energía libre de Gibbs, la magnetización, la densidad de pares de Cooper superconductores, el flujo de corriente en función de la geometría, los campos magnéticos externos y las corrientes inducidas. En tres casos distintos, exploramos la interacción entre la geometría, la corriente inducida y la dinámica de vórtices. Primero, analizamos la estabilidad de los vórtices bajo variaciones de la geometría sin corrientes inducidas. Segundo, examinamos la influencia de las corrientes inducidas (generadas por un segundo campo magnético externo) en el límite izquierdo de la muestra del nanopuente superconductor, manteniendo fijos los parámetros geométricos. Tercero, introducimos corrientes inducidas izquierda y derecha en los límites e investigamos su impacto en la nucleación de vórtices. Nuestros resultados demuestran que las dimensiones del nanopuente desempeñan un papel crucial en la estabilización y el control de los estados de vórtice único en la muestra de nanopuente. Observamos que las corrientes inducidas generan movimiento de vórtice dentro de la muestra superconductora de nanopuente, lo que pone de manifiesto la compleja dependencia de la dinámica de vórtices con respecto a las corrientes bajo restricciones geométricas. Nuestros hallazgos proporcionan información valiosa sobre la manipulación controlada de vórtices en superconductores a nanoescala, con potenciales aplicaciones en electrónica superconductora y tecnologías cuánticas.
Tipo de Recurso	artículo original
Description	Superconductivity Ginzburg-Landau Single vortex Magnetization Free Gibbs energy Controlling Induced currents
doi	10.1007/s00339-025-08644-2
Formato Recurso	pdf
Palabras Claves	UNCONVENTIONAL SUPERCONDUCTIVITY NUMERICAL-SIMULATION PROXIMITY EQUATIONS DYNAMICS
Ubicación del archivo	http://dx.doi.org/10.1007/s00339-025-08644-2
Materias	UNCONVENTIONAL SUPERCONDUCTIVITY NUMERICAL-SIMULATION PROXIMITY EQUATIONS DYNAMICS
Disciplinas de la OCDE	Física de la Materia Condensada Otras Especialidades de la Física Nanomateriales (Producción y Propiedades)
Versión del recurso (Recomendado-único)	versión publicada
Tipo de ruta	hibrida verde
Access Rights	restringido
Derechos de acceso	restringido
Id de Web of Science	WOS:001497577500003
Título de la cita (Recomendado-único)	Controlling vortex matter via a superconducting nano-bridge sample
Identificador del recurso (Mandatado-único)	artículo original
Editorial	SPRINGER HEIDELBERG
Revista/Libro	APPLIED PHYSICS A-MATERIALS SCIENCE & PROCESSING
Categoría WOS	Materials Science, Multidisciplinary Physics, Applied
Idioma	en
ISSN	0947-8396
Entidad financiadora	CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico)(Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico (CNPQ))#FAPERJ (Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro)(Fundacao Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio De Janeiro (FAPERJ))#ANID Fondecyt#NLHPC
Referencia del Financiador (Mandatado si es aplicable-repetible)	CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico) [174045/2023-9] FAPERJ (Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro) [SEI-260003/019642/2022] ANID Fondecyt [3240320, 1231020] NLHPC [CCSS210001]
Formato	pdf