二维 NbSe$_2$ 纳米步态结中的通量钉扎

超导体在有限偏置和磁场条件下，只要这些条件保持在临界值以下，就能表现出无耗散的超电流。然而，类型 II 超导体在通量流动区显示出电阻性耗散，源于有限磁场下的涡旋动力学。在类型 II 超导体中，超电流与电阻性耗散之间的相互作用取决于涡旋的运动以及涡旋钉扎力的稳健性。在本研究中，我们对 2H-NbSe$_2$ 这一原子薄层类型 II 超导体的相变和涡旋动力学进行了实验研究。我们制造了高品质的 2H-NbSe$_2$ 多层结构并制备了步态结，证明其在 6.6 K 以下的干净极限中可实现超电流，残余电阻比达 17。上临界场估计为 4.5 T，Ginzburg-Landau 相干长度为 8.6 nm。此外，我们观察到 2H-NbSe$_2$ 步态结中由涡旋粘性动力学引起的相变。根据 Dew-Hughes 模型分析钉扎力密度，表明 2H-NbSe$_2$ 器件的钉扎力可归因于步态结，涉及与表面-$\Delta\kappa$ 类型钉扎中心相关的现象。我们的发现为通过在层状 2D 超导体中引入人工钉扎中心（通过部分原子厚度变化实现）来工程化钉扎力，同时尽可能最小化系统中不必要的质量降低，铺平了道路。