Os compostos RuSr2LnCu2O8 (Ru-1212), (Ln = Sm, Eu e Gd), denominados rutenocupratos, são caracterizados pela coexistência entre supercondutividade e magnetismo em escala microscópica. Nesse sistema anisotrópico, planos atômicos de Ru-O2 são responsáveis pelas propriedades magnéticas, enquanto que as camadas de Cu-O2 governam as propriedades supercondutoras. Este trabalho consiste de um estudo experimental de propriedades magnéticas e de magnetotransporte de uma amostra policristalina do rutenocuprato Ru(Gd)-1212. A partir de medidas de magnetização em função da temperatura, realizadas segundo os procedimentos ZFC-FC, e de experimentos de histerese magnética, mostra-se que um estado magneticamente ordenado é estabilizado em TN ~ 133 K. No regime de baixos campos magnéticos, fortes irreversibilidades ZFC-FC indicam a ocorrência de “canting”. Além disso, um sinal diamagnético, indicativo do estado supercondutor, é observado em temperaturas inferiores a 30 K nas medidas ZFC de baixo campo. Os compostos RuSr2LnCu2O8 (Ru-1212), (Ln = Sm, Eu e Gd), denominados rutenocupratos, são caracterizados pela coexistência entre supercondutividade e magnetismo em escala microscópica. Nesse sistema anisotrópico, planos atômicos de Ru-O2 são responsáveis pelas propriedades magnéticas, enquanto que as camadas de Cu-O2 governam as propriedades supercondutoras. Este trabalho consiste de um estudo experimental de propriedades magnéticas e de magnetotransporte de uma amostra policristalina do rutenocuprato Ru(Gd)-1212. A partir de medidas de magnetização em função da temperatura, realizadas segundo os procedimentos ZFC-FC, e de experimentos de histerese magnética, mostra-se que um estado magneticamente ordenado é estabilizado em TN ~ 133 K. No regime de baixos campos magnéticos, fortes irreversibilidades ZFC-FC indicam a ocorrência de “canting”. Além disso, um sinal diamagnético, indicativo do estado supercondutor, é observado em temperaturas inferiores a 30 K nas medidas ZFC de baixo campo. / The ruthenocuprates RuSr2LnCu2O8 (Ru-1212) (Ln = Sm, Eu and Gd), are characterized by the coexistence between superconductivity and magnetism at microscopic scale. In this anisotropic system, the Ru-O2 atomic planes are responsible by the magnetic properties, while the Cu-O2 layer govern the superconducting behavior. This work consist of an experimental study of magnetic and magnetotransport properties of a polycrystalline sample of ruthenocuprate Ru(Gd)-1212. Magnetization measurements, performed according to ZFC-FC procedures, and hysteresis experiments show that a magnetically ordered state is stabilized bellow TN ~133 K. In the low magnetic field regime, strong ZFC-FC irreversibilities indicate the occurrence of canting. Moreover, a diamagnetic contribution, related to the superconductor state, is observed in temperatures below 30 K in the ZFC measurements at low fields. The electric resistivity experiments show that the superconducting transition in Tc ≅ 40 K consists of two stage process, characteristics of a granular system. Magnetoresistance measurements are performed in the normal state and in the temperature interval corresponding to the superconductor transition. A positive contribution to the magnetoresistance is observed. Hall effect experiments are made in the normal and superconductor phases. In the normal phase, the Hall coefficient shows a weak peak related to magnetic transition in TN ~133 K. Below this temperature, it is possible to single out the anomalous contribution to the Hall effect. The application of Karpus-Luttinger theory for describing these results reveals that an additional contribution must be considereted in order to obtain a complete description of the anomalous Hall effect in Ru(Gd)-1212. We suggest that this term is related to the chirality of the Ru spins. The chirality is a fundamental property of any disordered system, since it is related to the real space Berry phase of electrons propagating in a magnetically textured medium.

Os compostos RuSr2LnCu2O8 (Ru-1212), (Ln = Sm, Eu e Gd), denominados rutenocupratos, são caracterizados pela coexistência entre supercondutividade e magnetismo em escala microscópica. Nesse sistema anisotrópico, planos atômicos de Ru-O2 são responsáveis pelas propriedades magnéticas, enquanto que as camadas de Cu-O2 governam as propriedades supercondutoras. Este trabalho consiste de um estudo experimental de propriedades magnéticas e de magnetotransporte de uma amostra policristalina do rutenocuprato Ru(Gd)-1212. A partir de medidas de magnetização em função da temperatura, realizadas segundo os procedimentos ZFC-FC, e de experimentos de histerese magnética, mostra-se que um estado magneticamente ordenado é estabilizado em TN ~ 133 K. No regime de baixos campos magnéticos, fortes irreversibilidades ZFC-FC indicam a ocorrência de “canting”. Além disso, um sinal diamagnético, indicativo do estado supercondutor, é observado em temperaturas inferiores a 30 K nas medidas ZFC de baixo campo. Os compostos RuSr2LnCu2O8 (Ru-1212), (Ln = Sm, Eu e Gd), denominados rutenocupratos, são caracterizados pela coexistência entre supercondutividade e magnetismo em escala microscópica. Nesse sistema anisotrópico, planos atômicos de Ru-O2 são responsáveis pelas propriedades magnéticas, enquanto que as camadas de Cu-O2 governam as propriedades supercondutoras. Este trabalho consiste de um estudo experimental de propriedades magnéticas e de magnetotransporte de uma amostra policristalina do rutenocuprato Ru(Gd)-1212. A partir de medidas de magnetização em função da temperatura, realizadas segundo os procedimentos ZFC-FC, e de experimentos de histerese magnética, mostra-se que um estado magneticamente ordenado é estabilizado em TN ~ 133 K. No regime de baixos campos magnéticos, fortes irreversibilidades ZFC-FC indicam a ocorrência de “canting”. Além disso, um sinal diamagnético, indicativo do estado supercondutor, é observado em temperaturas inferiores a 30 K nas medidas ZFC de baixo campo. / The ruthenocuprates RuSr2LnCu2O8 (Ru-1212) (Ln = Sm, Eu and Gd), are characterized by the coexistence between superconductivity and magnetism at microscopic scale. In this anisotropic system, the Ru-O2 atomic planes are responsible by the magnetic properties, while the Cu-O2 layer govern the superconducting behavior. This work consist of an experimental study of magnetic and magnetotransport properties of a polycrystalline sample of ruthenocuprate Ru(Gd)-1212. Magnetization measurements, performed according to ZFC-FC procedures, and hysteresis experiments show that a magnetically ordered state is stabilized bellow TN ~133 K. In the low magnetic field regime, strong ZFC-FC irreversibilities indicate the occurrence of canting. Moreover, a diamagnetic contribution, related to the superconductor state, is observed in temperatures below 30 K in the ZFC measurements at low fields. The electric resistivity experiments show that the superconducting transition in Tc ≅ 40 K consists of two stage process, characteristics of a granular system. Magnetoresistance measurements are performed in the normal state and in the temperature interval corresponding to the superconductor transition. A positive contribution to the magnetoresistance is observed. Hall effect experiments are made in the normal and superconductor phases. In the normal phase, the Hall coefficient shows a weak peak related to magnetic transition in TN ~133 K. Below this temperature, it is possible to single out the anomalous contribution to the Hall effect. The application of Karpus-Luttinger theory for describing these results reveals that an additional contribution must be considereted in order to obtain a complete description of the anomalous Hall effect in Ru(Gd)-1212. We suggest that this term is related to the chirality of the Ru spins. The chirality is a fundamental property of any disordered system, since it is related to the real space Berry phase of electrons propagating in a magnetically textured medium.

Os compostos RuSr2LnCu2O8 (Ru-1212), (Ln = Sm, Eu e Gd), denominados rutenocupratos, são caracterizados pela coexistência entre supercondutividade e magnetismo em escala microscópica. Nesse sistema anisotrópico, planos atômicos de Ru-O2 são responsáveis pelas propriedades magnéticas, enquanto que as camadas de Cu-O2 governam as propriedades supercondutoras. Este trabalho consiste de um estudo experimental de propriedades magnéticas e de magnetotransporte de uma amostra policristalina do rutenocuprato Ru(Gd)-1212. A partir de medidas de magnetização em função da temperatura, realizadas segundo os procedimentos ZFC-FC, e de experimentos de histerese magnética, mostra-se que um estado magneticamente ordenado é estabilizado em TN ~ 133 K. No regime de baixos campos magnéticos, fortes irreversibilidades ZFC-FC indicam a ocorrência de “canting”. Além disso, um sinal diamagnético, indicativo do estado supercondutor, é observado em temperaturas inferiores a 30 K nas medidas ZFC de baixo campo. Os compostos RuSr2LnCu2O8 (Ru-1212), (Ln = Sm, Eu e Gd), denominados rutenocupratos, são caracterizados pela coexistência entre supercondutividade e magnetismo em escala microscópica. Nesse sistema anisotrópico, planos atômicos de Ru-O2 são responsáveis pelas propriedades magnéticas, enquanto que as camadas de Cu-O2 governam as propriedades supercondutoras. Este trabalho consiste de um estudo experimental de propriedades magnéticas e de magnetotransporte de uma amostra policristalina do rutenocuprato Ru(Gd)-1212. A partir de medidas de magnetização em função da temperatura, realizadas segundo os procedimentos ZFC-FC, e de experimentos de histerese magnética, mostra-se que um estado magneticamente ordenado é estabilizado em TN ~ 133 K. No regime de baixos campos magnéticos, fortes irreversibilidades ZFC-FC indicam a ocorrência de “canting”. Além disso, um sinal diamagnético, indicativo do estado supercondutor, é observado em temperaturas inferiores a 30 K nas medidas ZFC de baixo campo. / The ruthenocuprates RuSr2LnCu2O8 (Ru-1212) (Ln = Sm, Eu and Gd), are characterized by the coexistence between superconductivity and magnetism at microscopic scale. In this anisotropic system, the Ru-O2 atomic planes are responsible by the magnetic properties, while the Cu-O2 layer govern the superconducting behavior. This work consist of an experimental study of magnetic and magnetotransport properties of a polycrystalline sample of ruthenocuprate Ru(Gd)-1212. Magnetization measurements, performed according to ZFC-FC procedures, and hysteresis experiments show that a magnetically ordered state is stabilized bellow TN ~133 K. In the low magnetic field regime, strong ZFC-FC irreversibilities indicate the occurrence of canting. Moreover, a diamagnetic contribution, related to the superconductor state, is observed in temperatures below 30 K in the ZFC measurements at low fields. The electric resistivity experiments show that the superconducting transition in Tc ≅ 40 K consists of two stage process, characteristics of a granular system. Magnetoresistance measurements are performed in the normal state and in the temperature interval corresponding to the superconductor transition. A positive contribution to the magnetoresistance is observed. Hall effect experiments are made in the normal and superconductor phases. In the normal phase, the Hall coefficient shows a weak peak related to magnetic transition in TN ~133 K. Below this temperature, it is possible to single out the anomalous contribution to the Hall effect. The application of Karpus-Luttinger theory for describing these results reveals that an additional contribution must be considereted in order to obtain a complete description of the anomalous Hall effect in Ru(Gd)-1212. We suggest that this term is related to the chirality of the Ru spins. The chirality is a fundamental property of any disordered system, since it is related to the real space Berry phase of electrons propagating in a magnetically textured medium.

O presente trabalho consiste de um estudo experimental da expansão térmica, do calor específico e da magnetização de uma amostra policristalina do supercondutor MgB2. As investigações foram conduzidas com uma amostra preparada sob alta pressão. Os resultados de expansão térmica mostraram uma contribuição negativa ao coeficiente de expansão térmica linear abaixo da temperatura crítica. As medidas de calor específico revelaram a presença de duas anomalias em temperaturas características, as quais indicam a presença de dois gaps de energia neste composto. A associação dos resultados das medidas de expansão térmica e calor específico permitiu a determinação da função Grüneisen e sua variação com a temperatura. Nesta mesma amostra, foi feito o estudo da magnetização, medida segundo as prescrições ZFC e FC num intervalo de campos magnéticos entre 0.05 e 30 kOe. Os resultados destas medidas revelaram a ocorrência de uma linha de irreversibilidade magnética. Num diagrama H-T esta linha separa uma região de altas temperaturas com comportamento magnético reversível de uma região de baixas temperaturas com comportamento irreversível. A dependência com a temperatura do campo crítico superior, Hc2(T), mostrou uma curvatura positiva nas proximidades de Tc, indicando a ocorrência de pronunciados efeitos de flutuações termodinâmicas. / This work presents an experimental study of the thermal expansion, specific heat and magnetization of a polycrystalline sample of the superconductor MgB2. The sample was sintered under high pressure. The thermal expansion is negative below the critical temperature. The specific heat shows two anomalies originated by the opening of two energy gaps in this compound. Combining the thermal expansion and specific heat results, the temperature dependent Grüneisen function was determined. In the same sample, the magnetization was measured according to the ZFC and FC prescriptions in magnetic fields ranging between 0.05 and 30 kOe. From these measurements the magnetic irreversibility line was extracted. In a H-T diagram this line separates a high temperature region with reversible magnetic behavior from a low temperature domain where irreversible effects due to pinning are observed. The temperature dependence of the second critical field, Hc2(T), shows a positive curvature near Tc, indicating the occurrence of strong effects due to thermal fluctuations.

Esta Tese consiste num estudo experimental de propriedades de transporte elétrico em amostras do sistema BaFe2−xTMxAs2 (Ba122), onde TM representa um metal de transição. Os elementos que foram utilizados como substituintes foram TM = Mn, Co, Cu e Ni. Estes compostos, genericamente denominados de ferro-pnictídeos, apresentam estado fundamental com ordenamento antiferromagnético do tipo onda de densidade de spin, ou supercondutor, ou ainda um estado de coexistência entre estes dois. Neste trabalho, as propriedades de maior interesse são a resistividade elétrica, a magnetorresistência e o efeito Hall. Aqui, essas propriedades são cuidadosamente estudadas com o objetivo de contribuir para o entendimento dos principais mecanismos de espalhamento eletrônico, na presença de campo magnético externo, nos compostos da família Ba122. Para isso, medidas sistemáticas das componentes longitudinal e transversal da resistividade elétrica em função da temperatura e do campo magnético foram realizadas em todas as amostras. A influência das substituições químicas e a desordem estrutural no transporte de carga também é investigada. Na análise dos resultados, ênfase é dada aos efeitos relacionados ao ordenamento magnético. A interpretação dos resultados experimentais obtidos toma por base efeitos de condução por duas bandas eletrônicas, uma do tipo elétron e outra do tipo lacuna, e contribuições devidas ao espalhamento dos portadores de carga por excitações de origem magnética. Mostra-se que tais termos são importantes para o entendimento do comportamento da magnetorresistência e do coeficiente de Hall com a temperatura e com o campo magnético na fase magneticamente ordenada dos sistemas estudados. / This Thesis reports on electric transport measurements in several single-crystal samples of the BaFe2−xTMxAs2 (Ba122) system, where TM is a transition metal. The elements used in substitution to the Fe atoms are TM = Mn, Co, Cu and Ni. When TM = Co or Ni, samples with different concentrations of the substituting element are investigated. Electrical resistivity, magnetoresistance and Hall effect experiments were carried out between 2 and 300 K, under magnetic field varying between 0 and 9 T. These properties are studied to shed light on the electronic scattering mechanisms relevant to these compounds. We are also interested in the role of the chemical substitutions and the effects of structural disorder in these properties. One important result of this Thesis is that the magnetoresistance is very small in the paramagnetic phase of the studied materiais, whereas its magnitude increases substantially in the magnetically ordered phase. Consistently, the Hall coefficient is also small in the paramagnetic state, and its magnitude becomes appreciable and strongly temperature dependent in the magnetically ordered phase. We observe that, for the same values of field and temperature, the magnetoresistance is higher in samples with higher magnetic transition temperatures. On the other hand, samples where a large fraction of the Fe atoms were substituted show a smaller magnetoresistance. This result is independent of the valence of the substituting atom and can also be observed in pure samples which show some structural disorder in the conducting layers. Results for a sample where 75 % of the Fe atoms are substituted by Cu atoms, which does not undergo a magnetic transition, show that, the magnetoresistance and the Hall coefficient remain small in the whole temperature interval investigated. This fact indicates that the characteristic behavior of these two properties in low temperatures is intrinsically related to the magnetic ordering. In order to explain the magnetoresistance and the Hall effect in the paramagnetic as well as in the magnetically ordered phase of the iron-pnictides of the Ba122 family, we suggest that, not only the multiple band character of the electronic structure is important, but contributions related to scattering by magnetic excitations should be properly considered. These contributions are in fact, the responsible for the overall behavior of the magnetoresistance and Hall effect inside the magnetically ordered phase of these compounds. In this aspect, the proposed interpretation for the magneto-transport properties of the Ba122 iron-pnictides contrasts with the description most commonly found in the literature, where effects coming from the Fermi surface morphology are supposed to play the dominant role.

O presente trabalho consiste de um estudo experimental da expansão térmica, do calor específico e da magnetização de uma amostra policristalina do supercondutor MgB2. As investigações foram conduzidas com uma amostra preparada sob alta pressão. Os resultados de expansão térmica mostraram uma contribuição negativa ao coeficiente de expansão térmica linear abaixo da temperatura crítica. As medidas de calor específico revelaram a presença de duas anomalias em temperaturas características, as quais indicam a presença de dois gaps de energia neste composto. A associação dos resultados das medidas de expansão térmica e calor específico permitiu a determinação da função Grüneisen e sua variação com a temperatura. Nesta mesma amostra, foi feito o estudo da magnetização, medida segundo as prescrições ZFC e FC num intervalo de campos magnéticos entre 0.05 e 30 kOe. Os resultados destas medidas revelaram a ocorrência de uma linha de irreversibilidade magnética. Num diagrama H-T esta linha separa uma região de altas temperaturas com comportamento magnético reversível de uma região de baixas temperaturas com comportamento irreversível. A dependência com a temperatura do campo crítico superior, Hc2(T), mostrou uma curvatura positiva nas proximidades de Tc, indicando a ocorrência de pronunciados efeitos de flutuações termodinâmicas. / This work presents an experimental study of the thermal expansion, specific heat and magnetization of a polycrystalline sample of the superconductor MgB2. The sample was sintered under high pressure. The thermal expansion is negative below the critical temperature. The specific heat shows two anomalies originated by the opening of two energy gaps in this compound. Combining the thermal expansion and specific heat results, the temperature dependent Grüneisen function was determined. In the same sample, the magnetization was measured according to the ZFC and FC prescriptions in magnetic fields ranging between 0.05 and 30 kOe. From these measurements the magnetic irreversibility line was extracted. In a H-T diagram this line separates a high temperature region with reversible magnetic behavior from a low temperature domain where irreversible effects due to pinning are observed. The temperature dependence of the second critical field, Hc2(T), shows a positive curvature near Tc, indicating the occurrence of strong effects due to thermal fluctuations.

Nesta dissertação é apresentado um estudo experimental da densidade de energia cinética (Ek), induzida pela aplicação de um campo magnético, em cinco amostras de três sistemas supercondutores do tipo II. As amostras consistem em dois policristais do sistema SmBa2Cu3O7− (Sm123), dois monocristais do sistema Bi2Sr2CaCu2Ox (Bi2212) com concentrações de oxigênio ligeiramente diferentes, e um monocristal do ferro-pnictídeo BaFe1,84Co0,16As2 (BaFeCoAs). Em todos os casos, a densidade de energia cinética é obtida através da expressão proposta por Doria e colaboradores: Ek = −MB, onde M é a magnetização de equilíbrio e B é a indução magnética. A magnetização é obtida a partir de medidas do momento magnético realizadas segundo os procedimentos ZFC (zero field cooled ) e FC (field cooled ). Este estudo limita-se à região reversível da magnetização, nas proximidades da temperatura crítica da transição supercondutora. Para todas as amostras, é feita uma análise qualitativa do comportamento da linha de irreversibilidade e, nas amostras de Bi2212, são observados os efeitos da anisotropia para as situações em que o campo externo é aplicado nas orientações paralela ou perpendicular às camadas atômicas de CuO2. No caso do BaFeCoAs, apenas a configuração em que o campo é aplicado paralelamente ao eixo principal de simetria é investigada. Nas amostras de Sm123 encontraram-se contribuições à energia cinética correspondentes à região de campos intermediários. Nesta região, a magnetização pode ser estudada na aproximação de London para a teoria de vórtices em supercondutores do tipo II. Nas amostras de Bi2212, as contribuições identificadas para Ek originam-se de vórtices do tipo Abrikosov e da granularidade intrínseca. Nestas amostras, quando o campo magnético é aplicado paralelamente aos planos de CuO2, há evidências da ocorrência de uma transição de primeira ordem envolvendo o sistema de vórtices, o qual evolui de um regime 3D para 2D com o aumento da temperatura. Na amostra de BaFeCoAs, a densidade de energia cinética apresenta máximos locais em diferentes valores de temperatura e campo magnético, além de notáveis efeitos de pinning. / This dissertation presents an experimental study about the behavior of the kinetic energy density, Ek, induced by an applied magnetic field on five samples of three different type II superconducting systems. These samples are: two SmBa2Cu3O7− (Sm123) polycrystals, two Bi2Sr2CaCu2Ox (Bi2212) single crystals with slightly different oxygen concentrations, and one BaFe1,84Co0,16As2 (BaFeCoAs) single crystal. The kinetic energy density is obtained through the expression proposed by Doria et al.: Ek = −MB, were M is the equilibrium magnetization and B is the magnetic induction. The magnetization is obtained from magnetic moment measurements carried out following the ZFC and FC procedures. This study is limited to the reversible magnetization region near the critical temperature. For all samples, a qualitative analysis of the irreversibility line is performed. Anisotropy effects are observed in the Bi2212 samples when the external field is applied parallel or perpendicular to the CuO2 atomic planes. For the BaFeCoAs sample, only the configuration where the external field is applied parallel to c-axis is investigated. In the Sm123 samples, the kinetic energy contributions correspond to the intermediate field region, where the magnetization is described by the London approximation for the vortex theory in type II superconductors. In the Bi2212 samples the identified contributions for Ek originate from Abrikosov type vortex and intrinsic granularity. When the magnetic field is applied parallel to the CuO2 planes, evidences are observed for the ocurrence of a first-order transition nearly below Tc, related to decoupling of the vortex lattice from a 3D configuration to a 2D regime upon increasing the temperature. The kinetic energy density in the BaFeCoAs sample presents some local maxima in different temperature and field values. This sample also show strong pinning effects.

Esta Tese consiste num estudo experimental de propriedades de transporte elétrico em amostras do sistema BaFe2−xTMxAs2 (Ba122), onde TM representa um metal de transição. Os elementos que foram utilizados como substituintes foram TM = Mn, Co, Cu e Ni. Estes compostos, genericamente denominados de ferro-pnictídeos, apresentam estado fundamental com ordenamento antiferromagnético do tipo onda de densidade de spin, ou supercondutor, ou ainda um estado de coexistência entre estes dois. Neste trabalho, as propriedades de maior interesse são a resistividade elétrica, a magnetorresistência e o efeito Hall. Aqui, essas propriedades são cuidadosamente estudadas com o objetivo de contribuir para o entendimento dos principais mecanismos de espalhamento eletrônico, na presença de campo magnético externo, nos compostos da família Ba122. Para isso, medidas sistemáticas das componentes longitudinal e transversal da resistividade elétrica em função da temperatura e do campo magnético foram realizadas em todas as amostras. A influência das substituições químicas e a desordem estrutural no transporte de carga também é investigada. Na análise dos resultados, ênfase é dada aos efeitos relacionados ao ordenamento magnético. A interpretação dos resultados experimentais obtidos toma por base efeitos de condução por duas bandas eletrônicas, uma do tipo elétron e outra do tipo lacuna, e contribuições devidas ao espalhamento dos portadores de carga por excitações de origem magnética. Mostra-se que tais termos são importantes para o entendimento do comportamento da magnetorresistência e do coeficiente de Hall com a temperatura e com o campo magnético na fase magneticamente ordenada dos sistemas estudados. / This Thesis reports on electric transport measurements in several single-crystal samples of the BaFe2−xTMxAs2 (Ba122) system, where TM is a transition metal. The elements used in substitution to the Fe atoms are TM = Mn, Co, Cu and Ni. When TM = Co or Ni, samples with different concentrations of the substituting element are investigated. Electrical resistivity, magnetoresistance and Hall effect experiments were carried out between 2 and 300 K, under magnetic field varying between 0 and 9 T. These properties are studied to shed light on the electronic scattering mechanisms relevant to these compounds. We are also interested in the role of the chemical substitutions and the effects of structural disorder in these properties. One important result of this Thesis is that the magnetoresistance is very small in the paramagnetic phase of the studied materiais, whereas its magnitude increases substantially in the magnetically ordered phase. Consistently, the Hall coefficient is also small in the paramagnetic state, and its magnitude becomes appreciable and strongly temperature dependent in the magnetically ordered phase. We observe that, for the same values of field and temperature, the magnetoresistance is higher in samples with higher magnetic transition temperatures. On the other hand, samples where a large fraction of the Fe atoms were substituted show a smaller magnetoresistance. This result is independent of the valence of the substituting atom and can also be observed in pure samples which show some structural disorder in the conducting layers. Results for a sample where 75 % of the Fe atoms are substituted by Cu atoms, which does not undergo a magnetic transition, show that, the magnetoresistance and the Hall coefficient remain small in the whole temperature interval investigated. This fact indicates that the characteristic behavior of these two properties in low temperatures is intrinsically related to the magnetic ordering. In order to explain the magnetoresistance and the Hall effect in the paramagnetic as well as in the magnetically ordered phase of the iron-pnictides of the Ba122 family, we suggest that, not only the multiple band character of the electronic structure is important, but contributions related to scattering by magnetic excitations should be properly considered. These contributions are in fact, the responsible for the overall behavior of the magnetoresistance and Hall effect inside the magnetically ordered phase of these compounds. In this aspect, the proposed interpretation for the magneto-transport properties of the Ba122 iron-pnictides contrasts with the description most commonly found in the literature, where effects coming from the Fermi surface morphology are supposed to play the dominant role.

O presente trabalho consiste de um estudo experimental da expansão térmica, do calor específico e da magnetização de uma amostra policristalina do supercondutor MgB2. As investigações foram conduzidas com uma amostra preparada sob alta pressão. Os resultados de expansão térmica mostraram uma contribuição negativa ao coeficiente de expansão térmica linear abaixo da temperatura crítica. As medidas de calor específico revelaram a presença de duas anomalias em temperaturas características, as quais indicam a presença de dois gaps de energia neste composto. A associação dos resultados das medidas de expansão térmica e calor específico permitiu a determinação da função Grüneisen e sua variação com a temperatura. Nesta mesma amostra, foi feito o estudo da magnetização, medida segundo as prescrições ZFC e FC num intervalo de campos magnéticos entre 0.05 e 30 kOe. Os resultados destas medidas revelaram a ocorrência de uma linha de irreversibilidade magnética. Num diagrama H-T esta linha separa uma região de altas temperaturas com comportamento magnético reversível de uma região de baixas temperaturas com comportamento irreversível. A dependência com a temperatura do campo crítico superior, Hc2(T), mostrou uma curvatura positiva nas proximidades de Tc, indicando a ocorrência de pronunciados efeitos de flutuações termodinâmicas. / This work presents an experimental study of the thermal expansion, specific heat and magnetization of a polycrystalline sample of the superconductor MgB2. The sample was sintered under high pressure. The thermal expansion is negative below the critical temperature. The specific heat shows two anomalies originated by the opening of two energy gaps in this compound. Combining the thermal expansion and specific heat results, the temperature dependent Grüneisen function was determined. In the same sample, the magnetization was measured according to the ZFC and FC prescriptions in magnetic fields ranging between 0.05 and 30 kOe. From these measurements the magnetic irreversibility line was extracted. In a H-T diagram this line separates a high temperature region with reversible magnetic behavior from a low temperature domain where irreversible effects due to pinning are observed. The temperature dependence of the second critical field, Hc2(T), shows a positive curvature near Tc, indicating the occurrence of strong effects due to thermal fluctuations.

Esta Tese consiste num estudo experimental de propriedades de transporte elétrico em amostras do sistema BaFe2−xTMxAs2 (Ba122), onde TM representa um metal de transição. Os elementos que foram utilizados como substituintes foram TM = Mn, Co, Cu e Ni. Estes compostos, genericamente denominados de ferro-pnictídeos, apresentam estado fundamental com ordenamento antiferromagnético do tipo onda de densidade de spin, ou supercondutor, ou ainda um estado de coexistência entre estes dois. Neste trabalho, as propriedades de maior interesse são a resistividade elétrica, a magnetorresistência e o efeito Hall. Aqui, essas propriedades são cuidadosamente estudadas com o objetivo de contribuir para o entendimento dos principais mecanismos de espalhamento eletrônico, na presença de campo magnético externo, nos compostos da família Ba122. Para isso, medidas sistemáticas das componentes longitudinal e transversal da resistividade elétrica em função da temperatura e do campo magnético foram realizadas em todas as amostras. A influência das substituições químicas e a desordem estrutural no transporte de carga também é investigada. Na análise dos resultados, ênfase é dada aos efeitos relacionados ao ordenamento magnético. A interpretação dos resultados experimentais obtidos toma por base efeitos de condução por duas bandas eletrônicas, uma do tipo elétron e outra do tipo lacuna, e contribuições devidas ao espalhamento dos portadores de carga por excitações de origem magnética. Mostra-se que tais termos são importantes para o entendimento do comportamento da magnetorresistência e do coeficiente de Hall com a temperatura e com o campo magnético na fase magneticamente ordenada dos sistemas estudados. / This Thesis reports on electric transport measurements in several single-crystal samples of the BaFe2−xTMxAs2 (Ba122) system, where TM is a transition metal. The elements used in substitution to the Fe atoms are TM = Mn, Co, Cu and Ni. When TM = Co or Ni, samples with different concentrations of the substituting element are investigated. Electrical resistivity, magnetoresistance and Hall effect experiments were carried out between 2 and 300 K, under magnetic field varying between 0 and 9 T. These properties are studied to shed light on the electronic scattering mechanisms relevant to these compounds. We are also interested in the role of the chemical substitutions and the effects of structural disorder in these properties. One important result of this Thesis is that the magnetoresistance is very small in the paramagnetic phase of the studied materiais, whereas its magnitude increases substantially in the magnetically ordered phase. Consistently, the Hall coefficient is also small in the paramagnetic state, and its magnitude becomes appreciable and strongly temperature dependent in the magnetically ordered phase. We observe that, for the same values of field and temperature, the magnetoresistance is higher in samples with higher magnetic transition temperatures. On the other hand, samples where a large fraction of the Fe atoms were substituted show a smaller magnetoresistance. This result is independent of the valence of the substituting atom and can also be observed in pure samples which show some structural disorder in the conducting layers. Results for a sample where 75 % of the Fe atoms are substituted by Cu atoms, which does not undergo a magnetic transition, show that, the magnetoresistance and the Hall coefficient remain small in the whole temperature interval investigated. This fact indicates that the characteristic behavior of these two properties in low temperatures is intrinsically related to the magnetic ordering. In order to explain the magnetoresistance and the Hall effect in the paramagnetic as well as in the magnetically ordered phase of the iron-pnictides of the Ba122 family, we suggest that, not only the multiple band character of the electronic structure is important, but contributions related to scattering by magnetic excitations should be properly considered. These contributions are in fact, the responsible for the overall behavior of the magnetoresistance and Hall effect inside the magnetically ordered phase of these compounds. In this aspect, the proposed interpretation for the magneto-transport properties of the Ba122 iron-pnictides contrasts with the description most commonly found in the literature, where effects coming from the Fermi surface morphology are supposed to play the dominant role.