含 Abrikosov 涡旋的介观楔形结构中的超导二极管效应

在本研究中，我们探讨了 3+1 维（三个空间维度加上时间）超导介观楔形结构在边界和表面承受外部传输电流，以及沿 $\hat{z}$ 方向施加外场时的行为。传输电流包含两种相反的极性，即 $\textbf{J}>0$ 和 $\textbf{J}<0$。利用广义含时 Ginzburg-Landau 理论并考虑序参量 $\kappa$，我们重点关注两种情形：固定外磁场且 $\kappa$ 可变，以及固定 $\kappa$ 且外磁场可变。因此，在这两种情形下，我们分析了超导介观楔形的电压-电流特性，发现不同极性下的临界电流存在差异，证明了系统的非互易性。我们进一步考察了二极管效率作为 $\kappa$ 和所施加外磁场的函数。此外，我们的观察表明，电流极性强烈影响涡旋构型、参数 $\kappa$ 以及所施加的磁场。特别是，Abrikosov 型涡旋的形成根据传输电流的方向表现出显著的不均匀性。这凸显了超导介观楔形中的二极管效应与 Abrikosov 涡旋的各向异性成核密切相关。值得注意的是，依赖于极性的涡旋图案的出现可以作为这些超导系统中二极管效应的显著标志。