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Scanning SQUID microscope study of vortex polygons and shells in weak-pinning disks of an amorphous superconducting film

弱いピン止めのあるアモルファス超伝導薄膜中の磁束量子多角形及び殻構造の走査型SQUID顕微鏡を用いた直接観察

小久保 伸人*; 岡安 悟  ; 神田 晶申*; 篠崎 文重*

Kokubo, Nobuhito*; Okayasu, Satoru; Kanda, Akinobu*; Shinozaki, Bunju*

メゾスケールのアモルファスMoGe薄膜での磁束量子の直接観察を走査型SQUID顕微鏡を用いて行った。このアモルファス薄膜には弱いピン止め中心が存在するので、磁束量子は準対称的な配置の多角形構造や同心殻構造を自発的にとる。系統的な測定により、磁束量子配列の磁場依存だけではなく、円盤の中心に対してどのように大きさや回転が変化するのかが明らかになった。結果は同様の試料での理論的取り扱いとよい一致を示す。ピン止め中心がひとつだけある円盤試料での一連の磁束量子配列像から、磁束量子配列の対称性を決めるユニークな対称中心線が明らかになり、これは殻構造を形成する際の磁束量子の埋まり方やマジックナンバーに影響を与えることがわかった。

Direct observation of vortices by the scanning SQUID microscopy was made on large mesoscopic disks of an amorphous MoGe thin film. Owing to the weak pinning nature of the amorphous film, vortices are able to form geometry induced (quasi-)symmetric configurations of polygons and concentric shells in the large disks. Systematic measurements made on selected disks allow us to trace not only how the vortex pattern evolves with magnetic field, but also how the vortex polygons change in size and rotate with respect to the disk center. The results are in good agreement with theoretical considerations for mesoscopic disks with sufficiently large diameter. A series of vortex images obtained in a disk with a pinning site reveals a unique line of symmetry in vortex configurations, resulting in modifications of the shell filling rule and the magic number.

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パーセンタイル:75.52

分野:Materials Science, Multidisciplinary

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