Doktorska disertacija
Pojav faznega zdrsa in dinamika vrtincev v mezoskopskih superprevodnikih
Ogledi: 4 | Prenosi: 6
Povzetek
Z uporabo časovno odvisnih enačb Ginzburga in Landaua smo raziskovali dinamiko v enodimenzionalnih
(1D) in dvodimenzionalnih (2D) mezoskopskih superprevodnikih v zunanjem magnetnem
polju. Analizirali smo različne prehode med metastabilnimi stanji in opisali oblikovanje topolokih
defektov, ki se pojavijo, ko faza parametra reda naredi končni preskok (fazni zdrs).
Najprej smo analizirali stabilnost in dinamike faznega zdrsa, pri čemer smo začeli z metastabilnim
stanjem v 1D obroču. Določili smo pogoj stabilnosti v povezavi z ovojnim tevilom prvotnega
metastabilnega stanja in s tevilom kvantov magnetnega pretoka, ki prodirajo skozi obroč.
Proučevali smo tudi tekmovanje med sočasnimi in zaporednimi večkratnimi faznimi zdrsi, tako
analitično kot numerično.
V 2D smo proučevali prodiranje magnetnega pretoka v plašč valja. Pokazali smo, da je v približku
majhnega magnetnega polja kinetika deterministična, pri velikem magnetnem polju pa postane
dinamika stohastična. Analitični izračun in simulacije kažejo, da v primeru plašča valja v prisotnosti
konstantnega magnetnega polja enostavne motnje ne morejo povzročiti nastanka dobro
definiranih parov vrtinec-antivrtinec. V odvisnosti od velikosti magnetnega polja smo identificirali
različne režime: v majhnem magnetnem polju prevlada kvazi-1D dinamika kot npr. reke
vrtincev, v velikem magnetnem polju pa je kinetika podobna Kibble-Zurek-ovemu mehanizmu
nastanka vrtincev. Presenetljivo pa nehomogenost v plašču valja zniža raven stohastičnosti, ker
prevladujejo Kelvin-Helmholtz-ovi vrtinci.
Nazadnje smo teoretično proučevali možnost uporabe nove vrste optične časovno ločljive ekscitacijske
spektroskopije, kjer sta dva ločena laserska sunka usmerjena na različne dele vzorca. V
tem okviru smo numerično proučevali odziv na uničenje superprevodnega stanja v večjem delu
mezoskopskega obroča. Ocenili smo hitrost relaksacije superprevodnega parametra reda, kot tudi
električno napetost, ki nastane zaradi neravnovesnega naboja in razpravljali o izvedljivosti teh
meritev.