[논문 리뷰] Glassy properties of vortex creep in superconductors

Henrik Jeldtoft Jensen, Mario Nicodemi|arXiv (Cornell University)|2000. 06. 30.

Theoretical and Computational Physics인용 수 1

한 줄 요약

이 논문은 타입 II 초전도체에서의 소용돌이 역학을 조사하여, 이완 시간이 Vogel-Tamman-Fulcher 행동를 따르며 발산하는 온도 Tg에서 유리 상태 전이를 밝혀낸다. Tg 이하에서는 자성 크리프가 상용적이고 소용돌이 운동은 부분적 확산(subdiffusive)이며, 시간 이동 불변성이 깨지고 동적 스케일링이 나타나며, 더 낮은 Tc에서 열역학적 유리 전이가 발생한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 저온에서 타입 II 초전도체의 소용돌이 비평형 역학을 이해하기 위해.
• 임계 온도 Tg에서의 자성 크리프 및 그의 교차 행동의 성격을 조사하기 위해.
• 노후화와 시간 이동 불변성 위반을 포함한 유리 행동의 징후를 식별하기 위해.
• Tc < Tg에서 존재하는지 여부와 특성들을 규명하기 위해.

제안 방법

• 비평형 이완을 캡처하기 위해 유리 비평형 프레임워크를 사용하여 소용돌이 역학을 모델링한다.
• Tg 근처에서 이완 시간의 발산을 기술하기 위해 Vogel-Tamman-Fulcher (VTF) 법칙을 적용한다.
• Tg 이상에서는 크리프 행동을 힘의 법칙과 늦어진 지수 적합으로 분석하고, Tg 이하에서는 상용적 스케일링을 분석한다.
• Tg 이하에서 시간 이동 불변성 위반을 탐지하기 위해 동적 스케일링 분석을 사용한다.
• 평형 유리 전이와의 비교를 통해 열역학적 유리 전이 점 Tc를 식별한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 소용돌이 시스템에서 자성 크리프는 임계 온도 Tg를 넘어서 어떻게 변화하는가?
• RQ2 Tg 이하에서 유리 행동을 나타내는 동적 징후는 무엇인가?
• RQ3 소용돌이 유리 상에서 시간 이동 불변성은 어느 정도 위반되는가?
• RQ4 Tg 이하와 이상에서 이완 역학과 크리프 메커니즘은 어떻게 다를까?
• RQ5 Tg에서의 비평형 유리 전이와 Tc에서의 열역학적 유리 전이 사이의 관계는 무엇인가?

주요 결과

• 이완 시간이 Vogel-Tamman-Fulcher 법칙에 따라 발산하는 교차 온도 Tg가 확인된다.
• Tg 이상에서는 자성 크리프가 점점 힘의 법칙 영역을 거쳐 늦어진 지수 포화에 도달한다.
• Tg 이하에서는 크리프가 상용적이며, 소용돌이 운동은 강한 부분적 확산 행동을 보인다.
• Tg 이하에서 시간 이동 불변성이 위반됨을 관찰하여 비정적 역학이 나타남을 시사한다.
• Tg 이하에서 동적 스케일링 성질이 나타나며, 집단적 유리 행동을 나타낸다.
• Tg보다 낮은 온도에서 열역학적 유리 전이 점 Tc가 발견되어 별개의 유리 영역을 시사한다.