p Pesquisadores do Instituto de Física e Tecnologia de Moscou, Lomonosov Moscow State University, e o Instituto de Física do Estado Sólido da Academia Russa de Ciências demonstraram a possibilidade de detectar vórtices de Abrikosov penetrando em uma interface supercondutor-ferromagneto. O dispositivo considerado em seu estudo, publicado em Relatórios Científicos , é um nanofio ferromagnético com eletrodos supercondutores conectados a ele. p Supercondutores são materiais que têm a propriedade de perder resistência elétrica abaixo de uma determinada temperatura crítica Tc. Outra propriedade surpreendente dos supercondutores é a expulsão do campo magnético (levitação). Este efeito resulta de uma corrente fluindo sobre a superfície do supercondutor, protegendo o campo magnético. Existem também supercondutores do tipo II, que são penetráveis ​​para o fluxo magnético na forma de vórtices quantizados a uma temperatura abaixo da crítica. Este fenômeno foi nomeado após Alexey Abrikosov, quem o previu originalmente. Um vórtice de Abrikosov é um vórtice de corrente supercondutor com um núcleo não supercondutor que carrega um quantum de fluxo magnético.

p Olga Skryabina, o primeiro autor do artigo e pesquisador do Laboratório MIPT, diz:"O objetivo da pesquisa era estudar a coexistência de fenômenos antagônicos em sistemas 1-D supercondutor-ferromagneto. Esses sistemas têm sido recentemente de grande interesse devido à sua forte anisotropia magnética com vários efeitos dimensionais e de spin. Esses fenômenos tornam esses sistemas uma escolha promissora para nano-dispositivos híbridos funcionais, por exemplo., conversores de corrente supercondutores, válvulas de rotação, RAM magnetorresistiva. Conectamos um nanofio ferromagnético de níquel a eletrodos supercondutores de nióbio. "

p Os pesquisadores investigaram um sistema de dois eletrodos supercondutores de nióbio conectados por um nanofio de níquel (Figura 1). Foi descoberto que conforme o campo magnético varia, a resistência do nanofio depende fortemente dos efeitos que ocorrem na fronteira supercondutor-ferromagneto.

p Primeiro, os físicos consideraram o sistema em seu estado normal, quando a temperatura está acima do crítico, e o campo magnético penetra igualmente todas as partes da estrutura (Figura 2a.) A resistência da amostra não mudou significativamente com o aumento da força do campo magnético. Em seguida, os pesquisadores baixaram a temperatura abaixo do valor crítico. Os eletrodos de nióbio fizeram a transição para um estado supercondutor, e sua resistência caiu para zero. Ao mesmo tempo, os experimentadores observaram um aumento drástico da resistência do sistema. A única explicação para isso foi a contribuição dos limites supercondutor-ferromagneto para a resistência. Simultaneamente, o nióbio começou a conduzir correntes de proteção, e o supercondutor começou a expulsar o campo magnético (Figura 2b). Esses fenômenos resultam em curvas incomuns de resistência magnética dente de serra, e uma mudança em relação a várias varreduras (Figura 3.)

p Olga Skryabina continua:"Colocamos a amostra em um campo magnético paralelo à linha central do nanofio. Verificou-se que, medindo a resistência da amostra sob tais condições, podemos detectar o momento em que um quantum de fluxo magnético entra ou existe um supercondutor. "

p A penetração do vórtice e a saída de / para o nióbio (Figura 2c) causam a resistência elétrica dente de serra. O nanofio de níquel do sistema atua como um pára-raios que "atrai" o campo magnético. Um contato com ele enfraquece a supercondutividade do eletrodo de nióbio, e, portanto, localiza o ponto de penetração dos vórtices de Abrikosov. A pesquisa demonstra uma imensa diferença entre essas cadeias supercondutoras e os circuitos elétricos convencionais. Há uma necessidade de mais pesquisas de dispositivos supercondutores híbridos para desenvolver computadores supercondutores digitais e quânticos mais avançados, e sensores supersensíveis.