Published July 18, 2017 | Version v1
Publication Open

Competition between Superconductor – Ferromagnetic stray magnetic fields in YBa2Cu3O7−x films pierced with Co nano-rods

Creators

  • 1. Institut de Ciència de Materials de Barcelona
  • 2. Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón
  • 3. Universidad de Zaragoza
  • 4. Centre d'Élaboration de Matériaux et d'Études Structurales
  • 5. French National Centre for Scientific Research
  • 6. University of Valle
  • 7. Universitat Autònoma de Barcelona
  • 8. Instituto Butantan
  • 9. Universidade de São Paulo
  • 10. The University of Texas at San Antonio
  • 11. Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie

Description

Superconductivity and ferromagnetism are two antagonistic phenomena that combined can lead to a rich phenomenology of interactions, resulting in novel physical properties and unique functionalities. Here we propose an original hybrid system formed by a high-temperature superconducting film, patterned with antidots, and with ferromagnetic nano-rods grown inside them. This particular structure exhibits the synergic influence of superconductor (SC) - ferromagnetic (FM) stray fields, in both the superconducting behaviour of the film and the three-dimensional (3D) magnetic structure of nano-rods. We show that FM stray fields directly influence the critical current density of the superconducting film. Additional functionalities appear due to the interaction of SC stray fields, associated to supercurrent loops, with the non-trivial 3D remanent magnetic structure of FM nano-rods. This work unravels the importance of addressing quantitatively the effect of stray magnetic fields from both, the superconductor and the ferromagnet in hybrid magnetic nano-devices based on high temperature superconductors.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الموصلية الفائقة والمغناطيسية الحديدية ظاهرتان متضادتان يمكن أن تؤديان معًا إلى ظواهر غنية من التفاعلات، مما يؤدي إلى خصائص فيزيائية جديدة ووظائف فريدة. نقترح هنا نظامًا هجينًا أصليًا يتكون من فيلم فائق التوصيل بدرجة حرارة عالية، منقوش بمضادات الترياق، وبقضبان نانو مغناطيسية حديدية مزروعة داخلها. يُظهر هذا الهيكل الخاص التأثير التآزري للحقول الضالة فائقة التوصيل (SC) - المغناطيسية الحديدية (FM)، في كل من السلوك فائق التوصيل للفيلم والبنية المغناطيسية ثلاثية الأبعاد (3D) للقضبان النانوية. نظهر أن المجالات الضالة FM تؤثر بشكل مباشر على كثافة التيار الحرجة للفيلم فائق التوصيل. تظهر وظائف إضافية بسبب تفاعل المجالات الضالة SC، المرتبطة بالحلقات الفائقة التيار، مع البنية المغناطيسية المتبقية ثلاثية الأبعاد غير التافهة لقضبان FM النانوية. يكشف هذا العمل عن أهمية المعالجة الكمية لتأثير المجالات المغناطيسية الضالة من كل من الموصل الفائق والمغناطيس الحديدي في الأجهزة النانوية المغناطيسية الهجينة القائمة على الموصلات الفائقة ذات درجة الحرارة العالية.

Translated Description (French)

La supraconductivité et le ferromagnétisme sont deux phénomènes antagonistes qui, combinés, peuvent conduire à une riche phénoménologie des interactions, entraînant de nouvelles propriétés physiques et des fonctionnalités uniques. Nous proposons ici un système hybride original formé par un film supraconducteur à haute température, structuré avec des antidotes, et avec des nano-baguettes ferromagnétiques cultivées à l'intérieur. Cette structure particulière présente l'influence synergique des champs parasites supraconducteurs (SC) - ferromagnétiques (FM), à la fois dans le comportement supraconducteur du film et dans la structure magnétique tridimensionnelle (3D) des nanotubes. Nous montrons que les champs parasites FM influencent directement la densité de courant critique du film supraconducteur. Des fonctionnalités supplémentaires apparaissent en raison de l'interaction des champs parasites SC, associés aux boucles de supercourant, avec la structure magnétique rémanente 3D non triviale des nanotubes FM. Ce travail dévoile l'importance d'aborder quantitativement l'effet des champs magnétiques parasites à la fois du supraconducteur et du ferromagnétique dans les nanodispositifs magnétiques hybrides à base de supraconducteurs à haute température.

Translated Description (Spanish)

La superconductividad y el ferromagnetismo son dos fenómenos antagónicos que combinados pueden conducir a una rica fenomenología de interacciones, lo que resulta en propiedades físicas novedosas y funcionalidades únicas. Aquí proponemos un sistema híbrido original formado por una película superconductora de alta temperatura, modelada con antídotos, y con nanovarillas ferromagnéticas cultivadas en su interior. Esta estructura particular exhibe la influencia sinérgica de los campos parásitos superconductores (SC) - ferromagnéticos (FM), tanto en el comportamiento superconductor de la película como en la estructura magnética tridimensional (3D) de las nanobarras. Mostramos que los campos parásitos de FM influyen directamente en la densidad de corriente crítica de la película superconductora. Aparecen funcionalidades adicionales debido a la interacción de los campos parásitos de SC, asociados a los bucles de supercorriente, con la estructura magnética remanente 3D no trivial de las nanovarillas de FM. Este trabajo desentraña la importancia de abordar cuantitativamente el efecto de los campos magnéticos parásitos tanto del superconductor como del ferromagneto en nanodispositivos magnéticos híbridos basados en superconductores de alta temperatura.

Files

s41598-017-05909-6.pdf.pdf

Files (3.3 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:1b212ed4e3154930f531881c347edafa
3.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التنافس بين الموصلات الفائقة – المجالات المغناطيسية الضالة المغناطيسية في أفلامYBa2Cu3O7 -x المثقوبة بأقطاب Co النانوية
Translated title (French)
Compétition entre supraconducteurs – Champs magnétiques parasites ferromagnétiques dans les films YBa2Cu3O7−x percés de nanotubes de Co
Translated title (Spanish)
Competencia entre superconductores – Campos magnéticos parásitos ferromagnéticos en películas YBa2Cu3O7−x perforadas con nanovarillas de Co

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2735024310
DOI
10.1038/s41598-017-05909-6

Is supplement to
https://openalex.org/W4242011527 (Other)
https://openalex.org/W2801055442 (Other)
https://openalex.org/W2069452144 (Other)
https://openalex.org/W2031691176 (Other)
https://openalex.org/W2030476056 (Other)
https://openalex.org/W1988368175 (Other)
https://openalex.org/W1978386739 (Other)
https://openalex.org/W1977949842 (Other)
https://openalex.org/W1975721952 (Other)
https://openalex.org/W168025578 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W1557051438
  • https://openalex.org/W1764101970
  • https://openalex.org/W1965270128
  • https://openalex.org/W1966080088
  • https://openalex.org/W1968263425
  • https://openalex.org/W1968480751
  • https://openalex.org/W1971087148
  • https://openalex.org/W1973988756
  • https://openalex.org/W1974364227
  • https://openalex.org/W1981443800
  • https://openalex.org/W1985212838
  • https://openalex.org/W1988761856
  • https://openalex.org/W1989646529
  • https://openalex.org/W1998613737
  • https://openalex.org/W2000427041
  • https://openalex.org/W2000524099
  • https://openalex.org/W2005252390
  • https://openalex.org/W2005722242
  • https://openalex.org/W2007380024
  • https://openalex.org/W2008932105
  • https://openalex.org/W2011608981
  • https://openalex.org/W2016376205
  • https://openalex.org/W2017432947
  • https://openalex.org/W2031778379
  • https://openalex.org/W2033398140
  • https://openalex.org/W2037765248
  • https://openalex.org/W2037872104
  • https://openalex.org/W2047293663
  • https://openalex.org/W2052230192
  • https://openalex.org/W2054173980
  • https://openalex.org/W2055306677
  • https://openalex.org/W2058643673
  • https://openalex.org/W2066138189
  • https://openalex.org/W2069223768
  • https://openalex.org/W2069970437
  • https://openalex.org/W2073732631
  • https://openalex.org/W2079000126
  • https://openalex.org/W2083936262
  • https://openalex.org/W2084658859
  • https://openalex.org/W2086834415
  • https://openalex.org/W2089002362
  • https://openalex.org/W2089088356
  • https://openalex.org/W2089985261
  • https://openalex.org/W2090322222
  • https://openalex.org/W2101570278
  • https://openalex.org/W2110858912
  • https://openalex.org/W2117869356
  • https://openalex.org/W2119251217
  • https://openalex.org/W2152466677
  • https://openalex.org/W2167366656
  • https://openalex.org/W2170476633
  • https://openalex.org/W2301752671
  • https://openalex.org/W2343929242
  • https://openalex.org/W2516435291
  • https://openalex.org/W2519556441
  • https://openalex.org/W2591922413
  • https://openalex.org/W3100769576
  • https://openalex.org/W4235625120