六硼化钇单晶表面超导态的线性与非线性低频电动力学

我们报道了对六硼化钇单晶的低频和隧穿研究。在平行于晶体表面的直流磁场$H_0$下，测量了频率为 10 - 1500 Hz 的交流磁化率。我们发现，在直流磁场$H_0 > H_{c2}$时，直流磁矩完全消失，而交流响应则显示出表面存在超导性。当直流磁场从$H_{c2}$增加时，损耗随之增大，并在$H_{c2}$和$H_{c3}$之间的磁场处出现最大值。最大值处的损耗远大于混合态和正常态下的损耗。观察到损耗峰值的直流磁场值取决于交流磁场的振幅和频率。在接近$T_c$时，该峰值移至$H_{c2}$以下，表明表面超导态与 Abrikosov 涡旋共存。我们观察到磁化率同相分量的对数频率依赖性。这种同相分量的频率色散类似于自旋玻璃系统的响应，但反相分量也表现出频率色散，这不是经典自旋玻璃响应的已知特征。利用 Kramers-Kronig 关系对实验数据的分析表明，在极低频率（< 5 Hz）下可能存在损耗峰。我们发现，即使在相当弱的交流磁场下，三次谐波的振幅也不是交流振幅的立方函数。这使得无法在微扰理论的基础上处理非线性效应。我们表明，表面涡旋或表面临界电流的概念不足以描述现有的实验数据。考虑慢弛豫非平衡序参量模型，可以解释在$H_0 > H_{c2}$时弱交流磁场的部分屏蔽和损耗。