Perfil de súper-corrientes en una lámina de Al a campo magnético cero
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Objetivo: En este artículo se presentan resultados numéricos de simulaciones computacionales del perfil de supercorrientes en una placa superconductora de aluminio a baja temperatura, visando a ser analizados para la fabricación de nanoestructuras para posibles aplicaciones en dispositivos nano-electrónicos. Metodología: Se solucionan las ecuaciones dependientes del tiempo Ginzburg-Landau con el popular método de variables de enlace para una película de Aluminio con una corriente directa aplica y en ausencia de campo magnético aplicado. Resultados: Pares de vórtices cinemáticos emergen de la parte central de la muestra con su posterior aniquilación en un valor determinado de la corriente. La nucleación periódica de los vórtices cinemáticos conduce a la aparición de oscilaciones temporales del voltaje. Hacia corrientes altas el estado superconductor es destruido y la muestra se comporta como un metal óhmico. Hacia corrientes bajas una pequeña resistencia aparece debida a los contactos metálicos donde la corriente es aplicada. Conclusión: La aparición de pares vórtices-anti-vórtices destruye el estado superconductor en la parte media de la lámina. Su naturaleza es determinada por el perfil de supercorriente dentro
de la muestra. Vórtices cinemáticos muestran una geometría alongada ocasionando un aumento drástico en la resistencia local del material.
Palabras clave: Ginzburg-Landau, Mesoscópico, Superconductor, Vórtices Cinemáticos
Abstract
Objective: This paper presents numerical results of computational simulations of the Supercurrent profile in a superconducting aluminum flat at low temperature, aiming to be analyzed for the fabrication of nanostructures for possible applications in nanoelectronics devices. Methodology: Time dependent Ginzburg-Landau equations were solved with the popular Link variable method for aluminum flat with a direct applied current and in absence of external applied magnetic field. Results: Kinematics vortex pairs emerge of the middle part of the sample and a subsequent annihilation in a determined value for the applied current. The periodic vortex kinematic pair nucleation leads to the appearance of temporal voltage oscillations. At higher current, the superconducting state is completely destroyed and the sample behaves as a ohmic metal. At lower current a low resistance is present due to metallic contact where the current is applied. Conclusion: The appearance of vortex-anti-vortex pairs destroys the superconducting state in the middle of the sheet. Its nature is determined by the supercurrent profile within the sample. Kinematic vortex shows an elongated geometry causing a drastic increase in local resistance of the material.
Keywords: Ginzburg-Landau, Mesoscopic, Superconductor, Kinematics vortex.
Resumo
Objetivo: Neste artigo se apresentam resultados numéricos de simulações computacionais do perfil de super-correntes numa placa supercondutora de alumínio a baixa temperatura, visando a ser analisados para a fabricação de nanoestruturas para possíveis aplicações em dispositivos nano-electrónicos. Metodologia: Solucionaram-se as equações dependentes do tempo Ginzburg-Landau com o popular método de variáveis de enlace para uma película de Alumínio com uma corrente direta e em ausência de campo magnético aplicado. Resultados: Pares de vórtices cinemáticos emergiram da parte central da amostra com sua posterior aniquilação num valor determinado da corrente. A nucleação periódica dos vórtices cinemáticos conduziu à aparição de oscilações temporais da voltagem. A altas correntes o estado supercondutor foi destruído e a amostra se comportou como um metal ôhmico. A baixas correntes uma pequena resistência apareceu, devida aos contatos metálicos onde a corrente foi aplicada. Conclusão: A aparição de pares vórticesanti-vórtices destruiu o estado supercondutor na parte do meio da lâmina. Sua natureza foi determinada pelo perfil de super-corrente dentro da amostra. Vórtices cinemáticos mostraram uma geometria alongada ocasionando um aumento drástico na resistência local do material.
Palavras-chave: Ginzburg-Landau, Mesoscópico, Supercondutor, Vórtices Cinemáticos.
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