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Charge-induced vortex lattice instability

電荷誘起の磁束格子不安定性

Mounce, A. M.*; Oh, S.*; Mukhopadhyay, S.*; Halperin, W. P.*; Reyes, A. P.*; Kuhns, P. L.*; 藤田 和博*; 石角 元志; 内田 慎一*

Mounce, A. M.*; Oh, S.*; Mukhopadhyay, S.*; Halperin, W. P.*; Reyes, A. P.*; Kuhns, P. L.*; Fujita, Kazuhiro*; Ishikado, Motoyuki; Uchida, Shinichi*

超伝導磁束が電気的に帯電され特に高温超伝導体で増大されることが予言されている。ホール効果と核磁気共鳴(NMR)の実験は渦核での電荷の蓄積の存在を示唆するがその効果は小さくて解釈は論争の的となっている。ここでわれわれは、もしボルテックスコアに電荷が補足されるならアブリコソフ磁束格子(超伝導体の混合状態の特徴である)は十分に高い磁場で不安定になることを示す。Bi2212単結晶のボルテックスによって生成された磁場のNMR測定はそれぞれ2$$times$$10$$^{-3}$$$$e$$程度のパンケーキ磁束を伴う、静電的に駆動された磁束格子の再構成の証拠を提供する。また、それはドーピングにより理論的な見積もりと一致する。

It has been predicted that superconducting vortices should be electrically charged and that this effect is particularly enhanced for high-temperature superconductors. Hall effect and nuclear magnetic resonance (NMR) experiments suggest the existence of charge accumulation in the vortex core, but the effects are small and the interpretation controversial. Here we show that the Abrikosov vortex lattice, characteristic of the mixed state of superconductors, will become unstable at a sufficiently high magnetic field if there is charge trapped on the vortex core. Our NMR measurements of the magnetic fields generated by vortices in Bi$$_{2}$$Sr$$_{2}$$CaCu$$_{2}$$O$$_{8+y}$$ single crystals provide evidence for an electrostatically driven vortex lattice reconstruction with the magnitude of charge on each vortex pancake of $$sim2 times 10^{-3}e$$, depending on doping, in line with theoretical estimates.

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パーセンタイル:46.09

分野:Physics, Multidisciplinary

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