载流超导薄条中由边缘缺陷产生的涡旋射流

在足够大的传输电流 $I_\mathrm{tr}$ 下，超导条边缘的缺陷充当进入其中的涡旋的闸门。这些涡旋形成射流，其在缺陷附近狭窄，并因涡旋间排斥而向条的对边运动过程中扩张，从而产生横向电压 $V_\perp$。此处，基于竞争性的涡旋-涡旋与 $I_\mathrm{tr}$-涡旋相互作用下的涡旋运动方程，我们推导了窄条（$\xi\ll w\lesssim\lambda_\mathrm{eff}$）与宽条（$w\gg\lambda_\mathrm{eff}$）中的涡旋射流形状 [$\xi$：相干长度，$w$：条宽，$\lambda_\mathrm{eff}$：有效穿透深度]。我们预言了非单调的依赖关系 $V_\perp(I_\mathrm{tr})$，其可用置于线 $V_1V_2$ 上、距边缘缺陷小距离 $l$ 处的霍尔电压引线测量，并在 $l\rightarrow -l$ 反转时变号。对于窄条，我们通过拟合 $1\,\mu$m 宽 MoSi 窄条的 $V_\perp(I_\mathrm{tr},l)$ 数据，将理论预言与实验比较，该窄条具有由聚焦离子束铣削、距线 $V_1V_2$ 为 $l = 16$-$80$\,nm 的单边缘缺陷。对于宽条，所推导的涡旋射流形状的磁场依赖性与近期关于 Pb 桥中变窄处涡旋运动的实验观察一致。我们的发现辅以时依赖 Ginzburg-Landau 模拟，其再现了计算的涡旋射流形状与 $V_\perp(I_\mathrm{tr},l)$ 极大值。此外，随 $I_\mathrm{tr}$ 增大，数值模拟揭示了涡旋射流向涡旋河流的演化，在整个 $I_\mathrm{tr}$ 范围内补充了分析理论。