Simulation study for the orientation of the driven vortex lattice in an amorphous superconductor

アモルファス超伝導体における電流駆動された渦糸格子の配向に対するシミュレーション研究

中井 宣之; 林 伸彦; 町田 昌彦  

Nakai, Noriyuki; Hayashi, Nobuhiko; Machida, Masahiko

弱い磁束ピン止めが多く存在するアモルファス超伝導体では、磁束の配置はグラス構造を示す。しかし、電流を印加して磁束を駆動すると、磁束構造は運動する格子構造に変化する。この運動する磁束格子の配向は磁束ピン止めに影響を受けることが実験によって観測された。われわれはシミュレーションによる実験の再現、及びそのメカニズム解明を目的とした研究を行った。時間依存するギンツブルグ・ランダウ理論を用い、磁束ピン止めが多く存在する場合の電流駆動による磁束運動を数値的にシミュレーションした。そのシミュレーションの結果、弱い磁束ピン止めが多く存在する場合、運動する磁束格子は磁束の運動する方向に第2近接磁束があることがわかった。これは磁束ピン止めがない場合に対して30度回転している。運動する磁束格子の配向が磁束ピン止めの影響を受けるという実験結果を本研究のシミュレーションで再現した。

We investigate the orientation of the vortex lattice driven by an applied current by means of numerical simulations based on the time-dependent Ginzburg-Landau (TDGL) theory. A lattice order is restored by a current driving of vortices under the influence of random vortex pinnings. The orientation of the moving vortex lattice is different between the presence and the absence of vortex pinnings. In the absence of vortex pinnings, the lattice vector is parallel to the direction of vortex motion. On the other hand, in the presence of vortex pinnings and in the collective vortex flow phase, we found that the lattice vector is perpendicular to the direction of vortex motion, which is consistent with the experimental observation under intermediate magnetic fields in an amorphous superconductor.