O presente trabalho consiste da realização de um estudo experimental sobre os efeitos das substituições químicas na irreversibilidade magnética e na magnetocondutividade do supercondutor YBa2Cu3O7-δ. Para tanto, o comportamento da linha de irreversibilidade magnética (LIM) bem como dos regimes de flutuações na magnetocondutividade foram pesquisados em amostras policristalinas e moncristalinas de YBa2-xSrxCu3O7-δ (x = 0, 0.1, 0.25, 0.37 e 0.5) e YBa2Cu2.97D0.03O7-δ (D = Zn ou Mg). Além de reduzir drasticamente o valor da temperatura crítica de transição, Tc, os dopantes introduzem um caráter granular nos monocristais. No monocristal puro, o comportamento da LIM é descrito pela lei de potências prevista pelo modelo de "flux creep" gigante para dinâmica de fluxo de Abrikosov convencional. Por outro lado, o comportamento da LIM para as amostras supercondutoras granulares apresenta características própias bastante relevantes. Os dados do limite de irreversibilidade, Tirr(H) seguem a lei de potência ditada pelas teorias de "flux creep" somente em altos campos magnéticos.Na região de baixos campos magnéticos, dois diferentes regimes de dinâmica de fluxo surgem: Nos campos magnéticos mais baixos que 1 kOe, os dados de Tirr(H) seguem uma lei de potência do tipo de Almeida-Thouleess (AT). Perto de 1 kOe, ocorre um "crossover" e em campos magnéticos intermediários passa a ter seu comportamento descrito por uma lei de potências do tipo Gabay-Toulouse (GT). A ocorrência de um comportamento AT-GT na LIM é a assinatura de um sistema frustrado onde a dinâmica de fluxo intergranular ou de Josephson é dominante. Na ausência de teorias específicas para este comportamento em baixos campos, descrevemos o comportamento da LIM de nossos supercondutores granulares, na região de baixo campo, em analogia aos sistemas vidros de spin. No entanto, o comportamento de Tirr(H) na região de altos campos, ocorre de acordo com a teoria de "flux creep" gigante. Particularmente, para valores acima de 20 kOe, a LIM nos monocristais de YBa2-xSrxCu3O7-δ para H // ab, exibe fortes propriedades direcionais para a orientação de H próximo aos planos de maclas (PMCs). Este comportamento é do tipo "cusp", similar ao observado em supercondutores com defeitos colunares, o qual caracteriza uma fase vidro de Bose. Por outro lado, a magnetoresistividade elétrica revela que a transição resistiva dos supercondutores granulares ocorre em duas etapas. Quando a temperatura é decrescida, inicialmente ocorre a transição de pareamento no interior dos grãos. Em temperaturas inferiores, na proximidade do estado de resistência nula, ocorre a transição de coerência, observada pela primeira vez num monocristal. Na transição de coerência, o parâmetro de ordem adquire ordem de longo alcance. Na região de temperaturas imediatamente acima de Tc, nossos resultados de flutuações na magnetocondutividade revelam a ocorrência de regimes críticos e Gaussianos. Abaixo de Tc, na região paracoerente, que antecede à transição de coerência, observaram-se regimes críticos cujo expoente é consistente com o esperado para o modelo 3D-XY com desordem relevante e dinâmica do tipo vidro de spin.

Orientador: Gastão Inácio Krein / Banca: Marcus Emmanuel Benghi Pinto / Banca: Ricardo D'Elia Matheus / Resumo: Nesta dissertação, propriedades de equilíbrio e não equilíbrio termodinâmico do setor de quarks leves u e d da Cromodinâmica Quântica (QCD) são estudadas empregando o modelo Polyakov- Nambu-Jona-Lasinio(PNJL). O modelo PNJL permite considerar simultaneamente as transições de fase quiral e de desconfinamento à temperatura finita. O grande potencial termodinâmico do modelo foi calculado na aproximação de campo médio. As equações de gap para os parâmetros de ordem que caracterizam essas transições de fase, o condensado de quarks e o loop de Polyakov, foram resolvidas numericamente para diferentes temperaturas e a natureza das transições de fase associadas foi determinada. A seguir,foram obtidas as equações de Ginzburg-Landau-Langevin (GLL) que descrevem a dinâmica temporal dos parâmetros de ordem. As escalas de tempo envolvidas na termalização do condensado de quark e do loop de Polyakov após o sistema ser submetido a um quench de temperatura foram investigadas como função dos parâmetros de Onsager para a QCD. A relevância dos resultados obtidos na presente dissertação para experimentos de colisões de íons pesados a altas energias é dicutida / Abstract: Thermodynamic equilibrium and non-equilibrium properties of the light u and d quarks sector of Quantum Chromodynamics (QCD) are studied with the Polyakov-Nambu-Jona-Lasinio (PNJL) model. The PNJL model allows to take into account simultaneously the chiral and deconfinement transitions at finite temperatures. The gran potential of the model is obtained in the mean field approximation. The gap equations for the order parameters that characterise these transitions, the quark condensate and the Polyakov loop, are solved numerically for different temperatures and the nature of the associated phase transitions is determined. Next, the Ginzburg-Landau-Langevin (GLL) equations that describe the temporal dynamics of the order parameters are obtained. The time scales involved in the thermalization of the quark condensate and Polyakov loop after a temperature quench are investigated as functions of the QCD Onsager parameters available in the literature. The relevance of the results obtained in the present dissertation for experiments of heavy ions collisions at high energies are discussed / Mestre

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta dissertação, apresentamos resultados da análise de um gás de elétrons bidimensional, confinado em um poço quântico parabólico de Ga_(1-x)Al_(x)As com campo magnético aplicado inclinado e intenso. Mostramos uma solução analítica exata para o caso de um gás de elétrons não interagente e provamos que o fator de Landé efetivo g*, que neste caso varia com a posição devido à própria variação da concentração de Al na liga GaAlAs, também contribui com um termo parabólico nas frequências normais, tornando-as dependente do spin. O termo normal do splitting Zeeman aparece, no entanto, com um fator g dado por aquele do GaAs. Indo além desse tratamento, incluímos um campo elétrico externo, aplicado paralelamente a direção de crescimento, de modo a modular a distribuição de cargas dentro do poço, e com isso controlar externamente os efeitos dos cruzamentos dos níveis. Calculamos numericamente os níveis de energia no poço parabólico quântico, variando o campo magnético aplicado e a inclinação do campo.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-04-28Bitstream added on 2014-06-13T19:39:47Z : No. of bitstreams: 1 pascolati_mcv_me_bauru.pdf: 4047066 bytes, checksum: cf327b8f4cd0447dc8dd5e7c4d6604a5 (MD5) / O interesse em conhecer o comportamento supercondutor tem sido cada vez maior nas últimas décadas. Na busca de melhores características supercondutoras, descobriu-se que amostras volumétricas apresentam características muito diferentes de amostras mesoscópicas (amostras com dimensões próximas dos comprimentos de penetração de London e coerência). Como exemplo, podemos citar a não formação de rede de Abrikosov, como consequência do efeito de confinamento (efeito associado às dimensões reduzidas da amostra) e também uma mudança considerável nos valores dos campos críticos. Neste trabalho foram resolvidas as equações de Ginzburg-Landau dependentes do tempo (TDGL), para fazer uma análise detalhada da dinâmica de vórtices em filmes finos mesoscópicos. Para revolvê-las, utilizamos o método das variáveis de ligação com invariância de calibre, adaptado para o algoritmo de diferenças finitas, utilizado para obter a densidade dos pares de Cooper e também curvas de magnetização. O estudo dessa dinâmica de vórtices, foi feito em três amostras com superfícies geométricas diferentes (côncova, convexa e rugosa). Observamos que na comparação entre as duas primeiras, há uma diferença considerável nos valores dos campos críticos, bem como no comportamento da magnetização comparado com um filme plano. Já para a amostra de superfície rugosa, observamos que existe uma competição entre o efeito de confinamento e a rugosidade em relação à configuração dos vórtices. Apresentamos também, uma tabela que mostra resumidamente os estados estacionários dos vórtices nas três amostras. / The interest to investigate the investigate the behavior of a superconductor has grown in the last few decades. Having in mind to search for better superconducting characteristics, it has been found that bulk samples present characteristics much more different than mesoscopic samples (samples with dimensions of the same order of the same order of the London penetration length and the coherence length). As an example, we can mention the non-formation of an Abrikosov vortex lattice as a consequence of the confinement effect (effect associated with the reduced dimensions of the sample) and also considerable change in the critical field values. In the present work we solved the time dependent Ginzburg-Landau equation (TDGL), in order to make a detailed analysis of the vortex dynamics in mesoscopic thin films. To solve these equations, we have used the link variables method which is gauge invariant. From this, we obtain the Cooper pair density and the magnetization curves. The vortex dynamics was investigated for three different surfaces of the film (concave, convex, and irregular). We have observed that, with respect to the parabolic geometries, there is a considerable difference for the critical fields, as well as for the behavior of the magnetization compared to a flat film. On the other hand, for a sample with an irregular surface, we have seen that there is a competition between the confinement effect and rugosity with respect to vortex configurations. We also present a table which summarizes the vortex stationary states for the three topologies mentioned above.

O presente trabalho consiste da realização de um estudo experimental sobre os efeitos das substituições químicas na irreversibilidade magnética e na magnetocondutividade do supercondutor YBa2Cu3O7-δ. Para tanto, o comportamento da linha de irreversibilidade magnética (LIM) bem como dos regimes de flutuações na magnetocondutividade foram pesquisados em amostras policristalinas e moncristalinas de YBa2-xSrxCu3O7-δ (x = 0, 0.1, 0.25, 0.37 e 0.5) e YBa2Cu2.97D0.03O7-δ (D = Zn ou Mg). Além de reduzir drasticamente o valor da temperatura crítica de transição, Tc, os dopantes introduzem um caráter granular nos monocristais. No monocristal puro, o comportamento da LIM é descrito pela lei de potências prevista pelo modelo de "flux creep" gigante para dinâmica de fluxo de Abrikosov convencional. Por outro lado, o comportamento da LIM para as amostras supercondutoras granulares apresenta características própias bastante relevantes. Os dados do limite de irreversibilidade, Tirr(H) seguem a lei de potência ditada pelas teorias de "flux creep" somente em altos campos magnéticos.Na região de baixos campos magnéticos, dois diferentes regimes de dinâmica de fluxo surgem: Nos campos magnéticos mais baixos que 1 kOe, os dados de Tirr(H) seguem uma lei de potência do tipo de Almeida-Thouleess (AT). Perto de 1 kOe, ocorre um "crossover" e em campos magnéticos intermediários passa a ter seu comportamento descrito por uma lei de potências do tipo Gabay-Toulouse (GT). A ocorrência de um comportamento AT-GT na LIM é a assinatura de um sistema frustrado onde a dinâmica de fluxo intergranular ou de Josephson é dominante. Na ausência de teorias específicas para este comportamento em baixos campos, descrevemos o comportamento da LIM de nossos supercondutores granulares, na região de baixo campo, em analogia aos sistemas vidros de spin. No entanto, o comportamento de Tirr(H) na região de altos campos, ocorre de acordo com a teoria de "flux creep" gigante. Particularmente, para valores acima de 20 kOe, a LIM nos monocristais de YBa2-xSrxCu3O7-δ para H // ab, exibe fortes propriedades direcionais para a orientação de H próximo aos planos de maclas (PMCs). Este comportamento é do tipo "cusp", similar ao observado em supercondutores com defeitos colunares, o qual caracteriza uma fase vidro de Bose. Por outro lado, a magnetoresistividade elétrica revela que a transição resistiva dos supercondutores granulares ocorre em duas etapas. Quando a temperatura é decrescida, inicialmente ocorre a transição de pareamento no interior dos grãos. Em temperaturas inferiores, na proximidade do estado de resistência nula, ocorre a transição de coerência, observada pela primeira vez num monocristal. Na transição de coerência, o parâmetro de ordem adquire ordem de longo alcance. Na região de temperaturas imediatamente acima de Tc, nossos resultados de flutuações na magnetocondutividade revelam a ocorrência de regimes críticos e Gaussianos. Abaixo de Tc, na região paracoerente, que antecede à transição de coerência, observaram-se regimes críticos cujo expoente é consistente com o esperado para o modelo 3D-XY com desordem relevante e dinâmica do tipo vidro de spin.

Submitted by Elaine Lucia (lucia.elaine@live.com) on 2015-07-10T19:50:16Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Jose Diego Menezes Quintiliano.pdf: 953038 bytes, checksum: 1c35376cab63b2792bb046d70e320aa1 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-13T14:41:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Jose Diego Menezes Quintiliano.pdf: 953038 bytes, checksum: 1c35376cab63b2792bb046d70e320aa1 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-13T14:45:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Jose Diego Menezes Quintiliano.pdf: 953038 bytes, checksum: 1c35376cab63b2792bb046d70e320aa1 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-13T14:45:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Jose Diego Menezes Quintiliano.pdf: 953038 bytes, checksum: 1c35376cab63b2792bb046d70e320aa1 (MD5) Previous issue date: 2014-08-12 / Não informada / In the present dissertation studied the effect of a uniform electric field , applied the Over a graphene layer , On the spectrum of Landau levels. We calculate one Current Density dissipative Until Monday constant of the Order of electron phonon interaction Para um system composed of a two-dimensional electron gas interacting with acoustic phonons in graphene One Network, In Effect conditions Quantum Hall in hum finite electric field. Show que ONLY real energy transitions contribute Pará Chain dissipative . Also we calculate one Hall of the system conductivity, paragraph a Wed. retrieve a known expression M = 4 ( N + 1 = 2 ) = e 2 h . / Na presente dissertação estudamos o efeito de um campo elétrico uniforme, aplicado ao longo de uma camada de grafeno, sobre o espectro dos níveis de Landau. Calculamos a densidade de corrente dissipativa até segunda ordem da constante de interação elétron fônon para um sistema composto por um gás de elétrons bidimensional interagindo com fônons acústicos em uma rede de grafeno, nas condições do efeito Hall quântico em um campo elétrico finito. Mostramos que apenas transições reais de energia contribuem para acorrente dissipativa. Calculamos também a condutividade Hall do sistema, para a qual recuperamos a expressão conhecida H=4(N+1=2)e2=h.

Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2016-09-30T21:08:58Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lucas de Souza Ferreira - 2016.pdf: 964364 bytes, checksum: 53a985295d81269cf08a064398f305f0 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-10-03T12:57:01Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lucas de Souza Ferreira - 2016.pdf: 964364 bytes, checksum: 53a985295d81269cf08a064398f305f0 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-03T12:57:01Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lucas de Souza Ferreira - 2016.pdf: 964364 bytes, checksum: 53a985295d81269cf08a064398f305f0 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-03-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In 1943, Ashkin and Teller (AT) proposed a model to describe the behavior of a system composed by four components that interact with each other. However the problem has not been solved analytically for all parameters due to the complexity of the model. Only thirty years later Fan (1972) proposed a change in order to analyze the system. He made an analogy with the Ising model and described the interactions between the components in terms of spins, leading to a simple matching with the Ising and Potts q = 4 models and, enabling therefore a clearer comprehension of the model and allowing the implementation of various techniques to investigate the behavior of the system with the temperature. In 2001 Wang and Landau developed a Monte Carlo algorithm that estimates directly the density of states and can be applied in the study of phase transitions and the thermodynamic properties. This algorithm is based on a random walk in the space of energies that leads to an estimate for the density of states. During the simulations an energy histogram monitors the evolution of the density of states: whenever the flatness criterion is satisfied, we obtain a finer level of the density of states. In this work we perform a study of the Ashkin-Teller model using the Wang-Landau algorithm, determining the behavior of the magnetization and the specific heat and estimating the critical exponents , and and the critical temperature through the finite-size theory for different values of the model parameters. / Em 1943, Ashkin e Teller (AT) propuseram um modelo para descrever o comportamento de um sistema composto por quatro componentes que interagem entre si. Todavia o problema não foi resolvido analiticamente para todos parâmetros do sistema devido à complexidade de modelo. Somente trinta anos após a publicação do trabalho Fan (1972) propôs uma mudança na forma de analisar o sistema. Ele fez uma analogia com o modelo de Ising e escreveu as interações entre as componentes em termos de spins, o que levou a uma fácil correspondência com os modelos de Ising e Potts q = 4 e, de certa forma, tornou mais clara a compressão do modelo e possibilitou a aplicação de várias técnicas para se obter o comportamento do sistema com a temperatura. Em 2001 Wang e Landau elaboraram um algoritmo de Monte Carlo que estima diretamente a densidade de estados e pode ser aplicado no estudo de transições de fase e propriedades termodinâmicas. Esse algoritmo é baseado em um passeio aleatório no espaço das energias em que constroi-se uma estimativa da densidade de estados juntamente com um histograma de energia: toda vez que o critério de nivelamente é satisfeito, obtêm-se um nível mais refinado da densidade de estados. Este trabalho tem como objetivo o estudo do modelo de Ashkin-Teller usando o algoritmo de Wang-Landau, para o qual, determinamos o comportamento da magnetização e calor específico bem como os expoentes críticos , e e a temperatura crítica, através da teoria de tamanho finito para diferentes conjuntos de parâmetros do modelo.

Abstract Elementary experiments of atomic physics and quantum optics can be reproduced on a circuit board using elements built of superconducting materials. Such systems can show discrete energy levels similar to those of atoms. With respect to their natural cousins, the enhanced controllability of these ‘artificial atoms’ allows the testing of the laws of physics in a novel range of parameters. Also, the study of such systems is important for their proposed use as the quantum bits (qubits) of the foreseen quantum computer. In this thesis, we have studied an artificial atom coupled with a harmonic oscillator formed by an LC-resonator. At the quantum limit, the interaction between the two can be shown to mimic that of ordinary matter and light. The properties of the system were studied by measuring the reflected signal in a capacitively coupled transmission line. In atomic physics, this has an analogy with the absorption spectrum of electromagnetic radiation. To simulate such measurements, we have derived the corresponding equations of motion using the quantum network theory and the semi-classical approximation. The calculated absorption spectrum shows a good agreement with the experimental data. By extracting the power consumption in different parts of the circuit, we have calculated the energy flow between the atom and the oscillator. It shows that, in a certain parameter range, the absorption spectrum obeys the Franck-Condon principle, and can be interpreted in terms of vibronic transitions of a diatomic molecule. A coupling with a radiation field shifts the spectral lines of an atom. In our system, the interaction between the atom and the field is nonlinear, and we have shown that a strong monochromatic driving results in energy shifts unforeseen in natural or, even, other artificial atoms. We have used the Floquet method to calculate the quasienergies of the coupled system of atom and field. The oscillator was treated as a small perturbation probing the quasienergies, and the resulting absorption spectrum agrees with the reflection measurement.

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The work in this thesis falls roughly into three parts, which I characterise loosely as a developmental stage, an exploratory stage, and an attempt to contribute to understanding of the field. In the developmental stage, I have worked to design a variety of methods to create high-quality samples of various Iron Pnictide superconductors, to dope them with various chemicals and to characterise the resulting crystalline samples. I discuss in depth the signature of good quality crystals and the various experiments that they have been used in by myself and my collaborators. These processes are ongoing and will hopefully continue to contribute to my research group's capabilities. My exploratory work involves a detailed survey of one particular family, Sr(Fe1-xCox)2As2, as the level of Cobalt is varied, and the mapping of the phase diagram for the system. I have also made a comparison to the better-measured Barium analogue, and discuss the reasons for the differences in character between the two, most notably the lack of a splitting of the structural and magnetic transitions in the first species. I also discuss the effect of pressure, which can lead to superconductivity in lightly doped samples for very modest pressures; and annealing, which increases transition temperatures within samples, on a limited quantity of crystals. Finally, I attempt to contribute to the understanding of the field via a series of Resonant Ultrasound Spectroscopic experiments conducted by a collaborator on my crystals and analysed by me. I see distinct first-order transitions in the parent compounds, characterisable above the high-T structural transition within a Ginzburg-Landau pseudoproper ferroelastic scheme for a transition coupling weakly to strain but driven by another order parameter. My observations allow several statements about the symmetry of the order parameter and are suggestive of a non-magnetically driven structural transition. In the case of doped samples a much richer behavior is seen, with a broad transition and simultaneous relaxation of all elastic peaks and a broad temperature range of significant dispersion. The effect of the softening is seen far above TN and lends strong support to the family of models predicting such high-T fluctuations.