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Author: Fomin, Vladimir M. × Subject: vortex dynamics ×

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    Steering of Vortices by Magnetic Field Tilting in Open Superconductor Nanotubes
    (Basel : MDPI, 2024) Bogush, Igor; Fomin, Vladimir M.; Dobrovolskiy, Oleksandr V.
    In planar superconductor thin films, the places of nucleation and arrangements of moving vortices are determined by structural defects. However, various applications of superconductors require reconfigurable steering of fluxons, which is hard to realize with geometrically predefined vortex pinning landscapes. Here, on the basis of the time-dependent Ginzburg–Landau equation, we present an approach for the steering of vortex chains and vortex jets in superconductor nanotubes containing a slit. The idea is based on the tilting of the magnetic field (Formula presented.) at an angle (Formula presented.) in the plane perpendicular to the axis of a nanotube carrying an azimuthal transport current. Namely, while at (Formula presented.), vortices move paraxially in opposite directions within each half-tube; an increase in (Formula presented.) displaces the areas with the close-to-maximum normal component (Formula presented.) to the close(opposite)-to-slit regions, giving rise to descending (ascending) branches in the induced-voltage frequency spectrum (Formula presented.). At lower B values, upon reaching the critical angle (Formula presented.), the close-to-slit vortex chains disappear, yielding (Formula presented.) of the (Formula presented.) type ((Formula presented.) : an integer; (Formula presented.) : the vortex nucleation frequency). At higher B values, (Formula presented.) is largely blurry because of multifurcations of vortex trajectories, leading to the coexistence of a vortex jet with two vortex chains at (Formula presented.). In addition to prospects for the tuning of GHz-frequency spectra and the steering of vortices as information bits, our findings lay the foundation for on-demand tuning of vortex arrangements in 3D superconductor membranes in tilted magnetic fields.
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    Kontrolle supraleitender Wirbeldynamik in Nb rolled-up-Nanostrukturen : Laufzeit des Vorhabens: 01.04.2013-31.03.2016
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek (TIB), 2016) Fomin, Vladimir M.; Schmidt, Oliver G.; Bürger, Danilo; Lösch, Sören; Rezaev, Roman; Levchenko, Evgenii; Dusaev, Renat
    Der Bericht enthält eine vollständige Beschreibung des wissenschaftlichen Forschungsprojekts, das durch die bilaterale BMBF-Russland-Forschungsförderung 01 DJ13009 finanziert wurde. Die Projektdauer wird in drei Perioden unterteilt, die jeweils dem Jahr der Umsetzung entsprechen. Die grundlegende Aufgabe des Projekts war es zu untersuchen, wie die Nanostrukturierung von Materialen die supraleitenden Eigenschaften ändert. Auf Basis der zeitabhängigen Ginzburg-Landau Theorie wurde das mathematische Modell der supraleitenden Phänomene in krummlinigen Nanostrukturen erstellt. Die Validierung des Modells wurde durch Vergleich mit verfügbaren experimentellen Daten für planare Strukturen durchgeführt. Weiterhin wurde das erarbeitete Modell zur Untersuchung der Wirbeldynamik in krummlinigen Nanostrukturen in einem Magnetfeld angewendet. Der Einfluss von Pinning-Zentren und die Dissipation der Energie in Abhängigkeit von den Randbedingungen wurden analysiert. Die im Rahmen des Projekts erhaltenen wissenschaftlichen Ergebnisse zeigen deutlich die Vorteile der gekrümmten supraleitenden Nanostrukturen in modernen Anwendungen der Supraleitung. Während des Projekts wurde eine innovative Software entwickelt, welche als Instrument für das virtuelle Design von Experimenten in supraleitenden gekrümmten Nano- und Mikrostrukturen genutzt werden kann.