Superconducting Pb island nanostructures studied by scanning tunneling microscopy and spectroscopy

STMを用いた走査型トンネル分光法による超伝導Pbナノアイランド構造の研究

西尾 隆宏*; 安 東秀*; 野村 淳士*; 宮地 浩輔*; 江口 豊明*; 坂田 英明*; Lin, S.*; 林 伸彦; 中井 宣之; 町田 昌彦  ; 長谷川 幸雄*

Nishio, Takahiro*; An, Toshu*; Nomura, Atsushi*; Miyachi, Kosuke*; Eguchi, Toyoaki*; Sakata, Hideaki*; Lin, S.*; Hayashi, Nobuhiko; Nakai, Noriyuki; Machida, Masahiko; Hasegawa, Yukio*

超伝導コヒーレンス長の0.8から2.5倍の半径を持つナノスケールサイズのPb(鉛)アイランドについて、その磁場中での超伝導特性を、低温走査型トンネル顕微鏡を用いて研究した。超伝導状態の空間プロファイルが、ゼロバイアス電圧でのトンネル伝導度測定から得られた。それぞれのPbアイランドにおいて、磁束の侵入と排斥に対する臨界磁場、及び超伝導破壊に対する臨界磁場を測定した。それらの臨界磁場がアイランドのサイズに依存することと、アイランドへの磁束侵入が可能となる最小のサイズが存在することを観測した。

Superconductivity of nanosized Pb-island structures whose radius is 0.8 to 2.5 times their coherence length was studied under magnetic fields using low-temperature scanning tunneling microscopy and spectroscopy. Spatial profiles of superconductivity were obtained by conductance measurements at zero-bias voltage. Critical magnetic fields for vortex penetration and expulsion and for superconductivity breaking were measured for each island. The critical fields depending on the lateral size of the islands and existence of the minimum lateral size for vortex formation were observed.