外延Nb薄膜中钉扎效应对磁通流动不稳定性的影响

通过直流电阻测量研究了具有不同钉扎强度的外延铌薄膜的磁通流动特性，并将其映射到基于理论模型框架导出的结果。研究案例包括：自生薄膜中的弱随机钉扎、Ga离子辐照薄膜中的强随机钉扎，以及聚焦离子束铣削纳米沟槽阵列诱导的强周期钉扎。这些薄膜的伏安曲线的一般特征在于：当涡旋晶格达到其临界速度 $v^\ast$ 时，在某些不稳定电流密度 $j^\ast$ 处发生跃变至正常态的不稳定性。虽然 $v^\ast(B)$ 对于自生薄膜单调下降，但辐照薄膜表现出非单调依赖关系 $v^\ast(B)$，在低场区达到最大值。对于纳米图案化薄膜，这一宽最大值伴随着 $v^\ast(B)$ 和 $j^\ast(B)$ 两者中更尖锐的最大值，我们将其归因于当涡旋行间距与沟槽位置重合时的匹配效应（commensurability effect）。我们认为观察到的 $v^\ast(B)$ 行为可由钉扎效应对涡旋流动不稳定性的解释，并通过将实验数据拟合到考虑了退钉扎电流密度场依赖性的模型导出的理论表达式来支持我们的主张。