随机钉扎对强微波电流驱动涡旋的非线性动力学与耗散的影响

我们报告了被捕获弹性涡旋在强交流磁场 $H(t)=H\sin\omega t$（平行于超导薄膜表面）驱动下的数值模拟。计算了垂直于薄膜表面振荡的涡旋的表面积阻和耗散功率，作为 $H$ 和 $\omega$ 的函数，针对钉扎中心的不同空间分布、密度和强度，包括体钉扎、表面钉扎和团簇钉扎。我们的模拟对Bardeen-Stephen黏性涡旋阻力和Larkin-Ovchinnikov (LO)阻力系数 $\eta(v)$（随涡旋速度 $v$ 减小）均进行了。针对不同钉扎势统计实现计算的局部剩余表面积阻 $R_i(H)$ 表现出强烈的介观涨落，由涡旋段随 $H$ 增加的局部脱钉跳跃引起，但通过对不同钉扎构型平均 $R_i(H)$ 得到的全局表面积阻 $\bar{R}_i(H)$ 在小的 $H$ 下随场幅值平滑增加，并在较高场下趋于平缓。对于强钉扎， $\eta(v)$ 随 $v$ 的LO减小可导致 $R_i(H)$ 的非单调场依赖，在较高场下随 $H$ 减小，但在弱钉扎下引起厚膜中涡旋的失控不稳定性。研究表明，单个运动涡旋的过热可产生 $\eta(v)$ 的LO样速度依赖，但可掩盖在较高捕获涡旋密度下表面积阻随 $H$ 的减小。