Semifluxón

En superconductividad , un semifluxón es un vórtice de supercorriente de seminúmero entero que transporta un flujo magnético igual a la mitad del quantum de flujo magnético Φ ₀ . Los semifluxones existen en las uniones Josephson largas 0-π en el límite entre las regiones 0 y π. Este límite 0-π crea una discontinuidad π de la fase Josephson. La unión reacciona a esta discontinuidad creando un semifluxón. La supercorriente del vórtice circula alrededor del límite 0-π. Además del semifluxón, también existe un antisemifluxón . Transporta el flujo −Φ ₀ /2 y su supercorriente circula en la dirección opuesta.

Matemáticamente, un semifluxón se puede construir uniendo dos colas de fluxón convencional (entero) (punto de inflexión de la ecuación de seno-Gordon) en el límite 0-π. ^{[1] [2]} El semifluxón es un ejemplo particular del vórtice fraccional fijado en la discontinuidad de fase , consulte Vórtices fraccionales para obtener más detalles.

Por primera vez se observaron semifluxones en los límites de grano de tricristales en superconductores de onda d ^[3] y más tarde en uniones en zigzag en rampa de YBa ₂ Cu ₃ O ₇ –Nb. ^[4] En estos sistemas, el cambio de fase de π tiene lugar debido a la simetría del parámetro de orden de onda d en el superconductor YBa ₂ Cu ₃ O _7. Las observaciones se realizaron utilizando un microscopio SQUID de barrido de baja temperatura.

Más tarde, los investigadores lograron fabricar uniones 0-π utilizando superconductores _c de baja Tc convencionales y una barrera ferromagnética, donde la física es completamente diferente, pero el resultado (uniones 0-π) es el mismo. Tales JJ 0-π se han demostrado en uniones SFS ^[5] y en uniones SIFS subamortiguadas ^[6] .

Además, los físicos pudieron demostrar que una molécula está formada por dos semifluxones que interactúan y están dispuestos de forma antiferromagnética. Tiene un estado fundamental degenerado arriba-abajo o abajo-arriba. Se demostró que se puede leer el estado de una molécula de semifluxón de este tipo utilizando SQUID en un chip. También se puede cambiar entre los estados arriba-abajo o abajo-arriba de la molécula aplicando la corriente. ^[7]

Véase también

• Cruce Josephson
• Unión Josephson π
• φ Unión Josephson
• Vórtices fraccionales

Referencias

1. JH Xu; JH Miller, Jr.; CS Ting (1994). " -vórtice en una unión Josephson 0- larga". Phys. Rev. B . 51 (17): 11958–11961. Bibcode :1995PhRvB..5111958X. doi :10.1103/PhysRevB.51.11958. PMID  9977943. ${\displaystyle \pi }$ ${\displaystyle \pi }$
2. E. Goldobin; D. Koelle; R. Kleiner (2002). "Semifluxones en uniones Josephson 0- largas". Phys. Rev. B . 66 (10): 100508. arXiv : cond-mat/0207742 . Código Bibliográfico :2002PhRvB..66j0508G. doi :10.1103/PhysRevB.66.100508. S2CID  118997443. ${\displaystyle \pi }$
3. CC Tsuei; JR Kirtley (2002). "Simetría de emparejamiento de ondas d en superconductores de cuprato --- implicaciones fundamentales y aplicaciones potenciales". Physica C . 367 (1–4): 1–8. Bibcode :2002PhyC..367....1T. doi :10.1016/S0921-4534(01)00976-5.
4. H. Hilgenkamp; Ariando; H.-JH Smilde; DHA Blank; G. Rijnders; H. Rogalla; JR Kirtley; CC Tsuei (2003). "Ordenamiento y manipulación de los momentos magnéticos en arreglos de bucles π {\displaystyle \pi } superconductores a gran escala" (PDF) . Nature . 422 (6927): 50–3. Bibcode :2003Natur.422...50H. doi :10.1038/nature01442. PMID  12621428. S2CID  4398135.
5. ML Della Rocca; M. Aprili; T. Kontos; A. Gomez; P. Spathis (2005). " Uniones 0-ferromagnéticas como espines clásicos". Phys. Rev. Lett . 94 (19): 197003. arXiv : cond-mat/0501459 . Código Bibliográfico :2005PhRvL..94s7003D. doi :10.1103/PhysRevLett.94.197003. PMID  16090200. S2CID  39682770. ${\displaystyle \pi }$
6. M. Weides; el señor Kemmler; H. Kohlstedt; R. Waser; D. Koelle; R. Kleiner; E. Goldobin (2006). "0- Cruces del túnel Josephson con barrera ferromagnética". Física. Rev. Lett . 97 (24): 247001. arXiv : cond-mat/0605656 . Código Bib : 2006PhRvL..97x7001W. doi :10.1103/PhysRevLett.97.247001. PMID  17280309. S2CID  2206595. ${\displaystyle \pi }$
7. A. Dewes; T. Gaber; D. Koelle; R. Kleiner; E. Goldobin (2008). "Molécula de semifluxón bajo control". Phys. Rev. Lett . 101 (24): 247001. arXiv : 0809.1346 . Código Bibliográfico :2008PhRvL.101x7001D. doi :10.1103/PhysRevLett.101.247001. PMID  19113654. S2CID  35227367.