[論文レビュー] Glassy properties of vortex creep in superconductors

Henrik Jeldtoft Jensen, Mario Nicodemi|arXiv (Cornell University)|Jun 30, 2000

Theoretical and Computational Physics被引用数 1

ひとこと要約

本論文は、型II超伝導体における渦の力学を調査し、緩和時間がVogel-Tamman-Fulcher則に従って発散する温度Tgにおけるガラス的転移を明らかにした。Tg未満では、磁気クリープは対数的になり、渦の運動は準拡散的となる。時間並進不変性が破れ、動的スケーリングが成立する。一方、熱力学的ガラス転移は、より低いTcで発生する。

ABSTRACT

We study a model for the dynamics of vortices in type II superconductors. In particular, we discuss glassy ``off equilibrium'' properties and ``aging'' in magnetic creep. At low temperatures a crossover point is found, Tg, where relaxation times seem to diverge a' la Vogel-Tamman-Fulcher. Magnetic creep changes by crossing Tg: above Tg power law creep is found asymptotically followed by stretched exponential saturation; below Tg the creep is logarithmic and vortex motion strongly subdiffusive. In this region violation of time translation invariance is found along with important dynamical scaling properties. A thermodynamic glassy transition point can be found at a lower temperature Tc.

研究の動機と目的

• 低温における型II超伝導体の渦の非平衡ダイナミクスを理解すること。
• 臨界温度Tgにおける磁気クリープの性質とそのクロスオーバー行動を調査すること。
• 老化や時間並進不変性の破れを含むガラス的挙動の兆候を特定すること。
• Tc < Tgにおける熱力学的ガラス転移の存在と特徴を同定すること。

提案手法

• 非平衡ガラス的フレームワークを用いて渦のダイナミクスをモデル化し、非平衡緩和を捉える。
• Tg付近での緩和時間の発散を記述するため、Vogel-Tamman-Fulcher (VTF) の法則を適用する。
• Tg以上では、パワー則およびストレッチド指数関数的フィットを用いてクリープ行動を分析し、Tg未満では対数的スケーリングを用いる。
• Tg未満での時間並進不変性の破れを検出するため、動的スケーリング解析を実施する。
• 平衡ガラス転移との比較を通じて、熱力学的ガラス転移点Tcを同定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 磁気クリープは、渦系において臨界温度Tgを越えてどのように変化するか？
• RQ2 Tg未満のクリープにおいて、ガラス的挙動を示す動的兆候は何か？
• RQ3 渦ガラス相において、時間並進不変性はどの程度破れているか？
• RQ4 Tg以上と未満での緩和ダイナミクスおよびクリープ機構は、どのように異なるか？
• RQ5 非平衡ガラス転移Tgと熱力学的ガラス転移Tcとの関係は何か？

主な発見

• 緩和時間がVogel-Tamman-Fulcher則に従って発散するクロスオーバー温度Tgが同定された。
• Tg以上では、磁気クリープが漸近的にパワー則に従い、その後ストレッチド指数関数的飽和に移行する。
• Tg未満では、クリープが対数的になり、渦の運動は強い準拡散的挙動を示す。
• Tg未満で時間並進不変性の破れが観測され、非定常的ダイナミクスを示唆する。
• Tg未満で動的スケーリング特性が出現し、集団的ガラス的挙動を示す。
• Tgよりも低い温度に位置する熱力学的ガラス転移点Tcが特定され、異なるガラス的領域が示唆された。