Observation of a gel of quantum vortices in a superconductor at very low magnetic fields

Autores
Llorens, José Benito; Embon, Lior; Correa, Alexandre; González, Jesús David; Herrera, Edwin; Guillamón, Isabel; Luccas, Roberto F.; Azpeitia, Jon; Mompeán, Federico J.; García Hernández, Mar; Munuera, Carmen; Aragón Sánchez, Jazmín; Fasano, Yanina; Milosevic, Milorad V.; Suderow, Hermann; Anahory, Yonathan
Año de publicación
2020
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
A gel consists of a network of particles or molecules formed for example using the sol-gel process, by which a solution transforms into a porous solid. Particles or molecules in a gel are mainly organized on a scaffold that makes up a porous system. Quantized vortices in type-II superconductors mostly form spatially homogeneous ordered or amorphous solids. Here we present high-resolution imaging of the vortex lattice displaying dense vortex clusters separated by sparse or entirely vortex-free regions in β-Bi2Pd superconductor. We find that the intervortex distance diverges upon decreasing the magnetic field and that vortex lattice images follow a multifractal behavior. These properties, characteristic of gels, establish the presence of a novel vortex distribution, distinctly different from the well-studied disordered and glassy phases observed in high-temperature and conventional superconductors. The observed behavior is caused by a scaffold of one-dimensional structural defects with enhanced stress close to the defects. The vortex gel might often occur in type-II superconductors at low magnetic fields. Such vortex distributions should allow to considerably simplify control over vortex positions and manipulation of quantum vortex states.
Fil: Llorens, José Benito. Universidad Autónoma de Madrid; España
Fil: Embon, Lior. Weizmann Institute Of Science.; Israel
Fil: Correa, Alexandre. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; España. Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid; España
Fil: González, Jesús David. Universidad del Magdalena; Colombia. Universiteit Antwerp; Bélgica
Fil: Herrera, Edwin. Universidad Autónoma de Madrid; España. Universidad Central; Colombia
Fil: Guillamón, Isabel. Universidad Autónoma de Madrid; España
Fil: Luccas, Roberto F.. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; España
Fil: Azpeitia, Jon. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; España
Fil: Mompeán, Federico J.. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; España
Fil: García Hernández, Mar. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; España
Fil: Munuera, Carmen. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; España
Fil: Aragón Sánchez, Jazmín. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche). División Bajas Temperaturas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentina
Fil: Fasano, Yanina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche). División Bajas Temperaturas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentina
Fil: Milosevic, Milorad V.. Universiteit Antwerp; Bélgica
Fil: Suderow, Hermann. Universidad Autónoma de Madrid; España
Fil: Anahory, Yonathan. The Hebrew University of Jerusalem; Israel
Materia
vortex matter
gel of vortices
magnetic force magnetometry
scanning squid magnetometry
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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Here we present high-resolution imaging of the vortex lattice displaying dense vortex clusters separated by sparse or entirely vortex-free regions in β-Bi2Pd superconductor. We find that the intervortex distance diverges upon decreasing the magnetic field and that vortex lattice images follow a multifractal behavior. These properties, characteristic of gels, establish the presence of a novel vortex distribution, distinctly different from the well-studied disordered and glassy phases observed in high-temperature and conventional superconductors. The observed behavior is caused by a scaffold of one-dimensional structural defects with enhanced stress close to the defects. The vortex gel might often occur in type-II superconductors at low magnetic fields. Such vortex distributions should allow to considerably simplify control over vortex positions and manipulation of quantum vortex states.Fil: Llorens, José Benito. Universidad Autónoma de Madrid; EspañaFil: Embon, Lior. Weizmann Institute Of Science.; IsraelFil: Correa, Alexandre. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; España. Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid; EspañaFil: González, Jesús David. Universidad del Magdalena; Colombia. Universiteit Antwerp; BélgicaFil: Herrera, Edwin. Universidad Autónoma de Madrid; España. Universidad Central; ColombiaFil: Guillamón, Isabel. Universidad Autónoma de Madrid; EspañaFil: Luccas, Roberto F.. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; EspañaFil: Azpeitia, Jon. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; EspañaFil: Mompeán, Federico J.. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; EspañaFil: García Hernández, Mar. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; EspañaFil: Munuera, Carmen. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; EspañaFil: Aragón Sánchez, Jazmín. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche). División Bajas Temperaturas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; ArgentinaFil: Fasano, Yanina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche). División Bajas Temperaturas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; ArgentinaFil: Milosevic, Milorad V.. Universiteit Antwerp; BélgicaFil: Suderow, Hermann. Universidad Autónoma de Madrid; EspañaFil: Anahory, Yonathan. The Hebrew University of Jerusalem; IsraelAmerican Physical Society2020-03info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/146650Llorens, José Benito; Embon, Lior; Correa, Alexandre; González, Jesús David; Herrera, Edwin; et al.; Observation of a gel of quantum vortices in a superconductor at very low magnetic fields; American Physical Society; Physical Review Research; 2; 1; 3-2020; 1-162643-1564CONICET DigitalCONICETenginfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://journals.aps.org/prresearch/abstract/10.1103/PhysRevResearch.2.013329info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1103/PhysRevResearch.2.013329info:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/reponame:CONICET Digital (CONICET)instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas2025-09-29T10:00:06Zoai:ri.conicet.gov.ar:11336/146650instacron:CONICETInstitucionalhttp://ri.conicet.gov.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://ri.conicet.gov.ar/oai/requestdasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:34982025-09-29 10:00:06.674CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse
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Llorens, José Benito; Embon, Lior; Correa, Alexandre; González, Jesús David; Herrera, Edwin; et al.; Observation of a gel of quantum vortices in a superconductor at very low magnetic fields; American Physical Society; Physical Review Research; 2; 1; 3-2020; 1-16
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