Sự hình thành và đường hầm vortex lượng tử trong phim siêu dẫn mỏng: Vai trò của sự tiêu tán và điểm ghim chu kỳ

Chúng tôi nghiên cứu hiện tượng suy giảm của siêu dòng trong một phim siêu dẫn mỏng khi không có trường từ bên ngoài. Độ kháng ở nhiệt độ không đạt thới cứu đến từ hai cơ chế có khả năng xảy ra như nhau: 1) đường hầm lượng tử của vortex từ các cạnh của mẫu vật; và 2) sự hình thành lượng tử đồng nhất của các cặp vortex-antivortex trong thể tích của mẫu vật, phát sinh từ sự không ổn định của "vakuum" trường Magnus. Chúng tôi nghiên cứu cả hai trường hợp trong tình huống mà sự tiêu tán lượng tử chiếm ưu thế hơn quán tính của các vortex. Chúng tôi nhận thấy rằng tỷ lệ đường hầm và tỷ lệ hình thành vortex có một phụ thuộc rất nhanh vào mật độ dòng điện chạy qua mẫu vật. Do đó, trong khi thường thì siêu dẫn về cơ bản không có điện trở, với các mật độ dòng điện cao có thể đạt được trong các phim vật liệu có điểm chuyển tiếp cao (high-Tc), một điện trở có thể xuất hiện. Chúng tôi chỉ ra rằng đường hầm cạnh được ưa thích, nhưng sự hiện diện của các điểm ghim và biến động nhiệt dẫn đến sự tăng cường của tỷ lệ hình thành. Trong trường hợp một tiềm năng ghim chu kỳ được đưa vào mẫu vật một cách nhân tạo, chúng tôi chỉ ra rằng các dao động dòng điện sẽ phát triển chỉ ra một hiệu ứng đặc trưng cho cơ chế hình thành nơi mà tỷ lệ sản xuất cặp vortex, và do đó điện trở, trở nên nhạy cảm với sự gợn sóng của nền tảng ghim. Trong tất cả các tình huống, chúng tôi đưa ra các ước lượng cho khả năng quan sát các hiện tượng đã được nghiên cứu.