走査SQUID磁気顕微鏡で観測した微小超伝導体の渦糸状態と人工ピン止め

Observation of vortex states in small superconductors with artificial pinning centres

北野 恒平*; 岡安 悟  ; 野島 勉*; 佐々木 孝彦*; 小久保 伸人*

Kitano, Kohei*; Okayasu, Satoru; Nojima, Tsutomu*; Sasaki, Takahiko*; Kokubo, Nobuhito*

微細な穴や窪みを小さな超伝導体に導入することにより、反量子渦を含む新たな量子渦状態の誘起と制御を目指している。今回、直径数ミクロンの5つの穴(中心の1つ穴とその周りの正方形の対称性と一致する4つ穴)を設けた正方形状の微小超伝導体を用意し、一様磁場を印加して誘起された量子渦状態を走査SQUID磁気顕微鏡で直接観察した。穴のない以前の結果と比較すると、低渦度(L5)において独特な渦配列が現れることが分かった。例えばL=3では、対角に3つ並ぶ配列が現れるが、穴の間隔を狭くすると、中心の渦が排除され、周囲の4つ穴のいずれか3つに侵入する。穴間隔と渦間の相互作用の競合が重要な役割を果たすことが分かる。得られた配列の渦度は、印加磁場に対して非単調に成長し、穴の配置に依存することが分かった。

We try to observe a new vortex state including anti-vortex by introducing small bores or hollows in microscopic superconductors. We made direct observations of vortex states of microscopic square superconducting samples with 5 bores, located the center of the sample and four corners, by using a scanning SQUID microscope. A unique vortex alignment at low vorticity (L5) is observed in comparison with the previous measurements on the samples with no bore. It becomes clear that the vortex alignment is determined by the distance of bores and the interaction among the vortices.