Angular magnetic-field dependence of vortex matching in pinning lattices fabricated by focused or masked helium ion beam irradiation of superconducting YBa2Cu3O7–δ thin films

Pinning and vortices in superconductors

Анотація

Досліджено кутову залежність магнітопольових ефектів пропорційності вихорів в тонких плівках купратних YBa₂Cu₃O_7–δ (YBCO) зі штучним ландшафтом пінінгу. Стовпці точкових дефектів отримано двома різними методами іонного опромінення: або скануванням сфокусованого іонного пучка з енергією 30 кеВ в гелієво-іонному мікроскопі, або з використанням широкого He пучка з енергією 75 кеВ як іонного імплантера через трафаретну маску. Моделювання взаємодій «іон–мішень» та результивних каскадів зіткнень показує, що за допомогою обох методів можуть бути створені квадратні масиви стовпців дефектів з проміжками між ними менш ніж 1 мкм. Стовпці складаються з щільних точкових кластерів з дефектами, які є центрами пінінгу для вихорів Абрикосова. Це підтверджується шляхом спостереження піків критичного струму та мінімумів опору магнітного потоку в залежності від магнітного поля у збіжних полях. У похилих магнітних полях збіжні ознаки визначаються виключно компонентою магнітного поля, яка паралельна осі стовпчика точкового дефекту, що підтверджує гіпотезу про проникнення магнітного потоку тільки уздовж дефектних стовпців. Продемонстровано, що останні домінують в ландшафті пінінгу, всупереч сильному внутрішньому пінінгу в тонких плівках YBCO.