Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-06-28Bitstream added on 2014-06-13T19:50:16Z : No. of bitstreams: 1 simoes_rp_me_bauru.pdf: 20203043 bytes, checksum: b1791cdffb4735eb5cba45bb735dc2f7 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O estudo dos regimes dinâmicos de vórtices em supercondutores do tipo II tem atraído grande interesse do ponto de vista teórico e experimental, por um lado pela riqueza de comportamentos que é apresentado e, por outro, pela compreensão dos mecanismos de pinning, o qual é utilizado para aumentar e manter a densidade de corrente crítica, permitindo seu uso em aplicações práticas. Usando simulações de dinâmica molecular, analisamos os efeitos de pinning artificiais na dinâmica de vórtices em filmes finos supercondutores do tipo II. Além da distribuição aleatória de centros de pinning, dois tipos de arranjos periódicos foram considerados: hexagonal e kagomé. Para o arranjo kagomé analisamos a dinâmica para a força externa aplicada nas direções transversal e longitudinal em relação à simetria da rede. Em cada caso são observados comportamentos dinâmicos distintos da rede de vórtices, uma vez que existem simetrias diferentes para cada direção. Diferentemente dos resultados obtidos para a distribuição aleatória e hexagonal de pinnings, para o arranjo de kagomé, a rede de vórtices apresenta uma dinâmica e um segundo pico na resistência diferencial ainda não descritos na literatura. Quando a força é aplicada na direção longitudinal, são observados regimes dinâmicos complexos da rede de vórtices. Para esse caso, além dos regimes ordenados típicos de redes periódicas de pinnings, os vórtices se movem em canais desordenados quando a corrente de transporte é aumentada, lembrando o regime smectic visto em simulações com pinning aleatório. Subsequentemente, para altas correntes, os vórtices atingem um regime dinâmico onde eles novamente se movem em canais bem definidos, revelando uma ordem transversal. Para o arranjo hexagonal, os vórtices sempre se movem em linhas retas. Apresentamos também um estudo da densidade de corrente crítica para diferentes valores de densidade de vórtices. / The study of current-driven vortex lattices in type II superconductors has attracted a great interest from both experimental and theoretical point of view, on the one side for the riches of behaviors that is showed and, otherwise, for the comprehension of pinning mechanisms, which has been used to increase and to maintain the critical current density, to allow their use in practical applications. Using molecular dynamics simulations, we analyze the effects of artificial pinning on the vortex dynamics of type II superconductors thin films. Yonder random distribution of pinning centers, two types of periodic pinning arrays are considered: the hexagonal and kagomé. For the kagomé array, we analyze the dynamics for the applied external force in the transversal and longitudinal directions to the lattice symmetry. For each case are observed different dynamical behaviors of vortex lattice, once there are different symmetries for each direction. Differently than the results obtained for the random and hexagonal distribution of pinnings, for the kagomé array, the vortex lattice show a dynamic and a second peak in the differential resistance still not reported in the literature. When the force is applied in the longitudinal direction, the dynamical behavior of vortices is much more complex. For this case, yonder the ordered regimes, typically observed in systems with periodic pinning, the vortices moving in disordered channels when the transport current is increased, resembling the smetic dynamical regime that was found in simulations for random pinning distributions. Subsequently, for high currents, the vortices reach dynamical regime where they move in well defined channels again, revealing transversal ordering. For the hexagonal array, the vortices always move in straight trajectories. We also show a study of critical current density for different values of vortex density. For all densities, the hexagonal pinning network shows higher critical currents.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-02-15T13:24:58Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação_Mestrado_FaniaCM.pdf: 2231632 bytes, checksum: bb26fa0342704fd41ad5ba76719deac0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-15T13:24:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação_Mestrado_FaniaCM.pdf: 2231632 bytes, checksum: bb26fa0342704fd41ad5ba76719deac0 (MD5) Previous issue date: 2015-06-30 / FACEPE / Recentes progressos na fabrica¸c˜ao de nanoestruturas fornecem a possibilidade de produzir filmes finos que contenham defeitos artificiais como s´ıtios de aprisionamento com tamanho, geometria e disposi¸c˜ao espacial bem definidas. O estudo dessa introdu¸c˜ao de um arranjo regulardedefeitosemfilmesfinossupercondutoresdotipoIItemsidoativamentedesenvolvido desde o ponto de vista te´orico e experimental, por um lado pela riqueza de comportamentos est´aticos e dinˆamicos que apresenta e, por outro, pela compreens˜ao dos mecanismos para estabilizareancorararededev´orticescontraasfor¸casmotorasexternas. Umdosfenˆomenos mais not´aveis destes sistemas ´e chamado efeito matching, o qual ocorre quando o n´umero de v´ortices ´e um m´ultiplo inteiro do n´umero dos centros de aprisionamento, sendo observados picos na corrente cr´ıtica (resposta est´atica) ou atenua¸c˜oes na mobilidade dos v´ortices (resposta dinˆamica) nos valores de campo onde esta condi¸c˜ao ´e satisfeita. Nesses campos comensur´aveis, os v´ortices podem formar uma rede altamente ordenada onde as intera¸c˜oes v´ortice-v´ortice que reduzem o ancoramento efetivo s˜ao minimizadas. Usando simula¸c˜oes dedinˆamicamolecular,analisamosasconfigura¸c˜oesdosv´orticeseosefeitosdepinning artificialnadinˆamicadev´orticesemumfilmefinosupercondutordotipoII,comumadistribui¸c˜ao peri´odica de centros de pinning. A dinˆamica de v´ortices e suas configura¸c˜oes estruturais, foram simuladas usando o algoritmo de dinˆamica de Langevin. As intera¸c˜oes entre v´ortices foram modeladas dentro da aproxima¸c˜ao de London com condi¸c˜oes de contorno peri´odicas. Na parte inicial do estudo, calculamos as configura¸c˜oes de equil´ıbrio para a rede de v´ortices, encontrando resultados similares aos estudados em trabalhos anteriores. Inclusive, observamos em nossas simula¸c˜oes que o n´umero de satura¸c˜ao dos centros de ancoragem, i.e. o n´umero m´aximo de v´ortices aprisionados por cada centro, ´e fun¸c˜ao do campo externo. de aprisionamento. Esse estudo revela que os tipos de comensurabilidades encontradas nesse problema dinˆamico s˜ao, em geral, diferentes daqueles encontrados no problema est´atico. Portanto, a pr´atica usual na literatura de se inferir sobre as configura¸c˜oes est´aticas dos v´ortices a partir de medidas de magnetorresistˆencia deve ser revista. / Recent progress in manufacturing of nanostructures provides the possibility to produce thin films containing artificial defects as pinning sites with well-defined size, geometry and spatial arrangement. The study of the introduction of a regular arrangement of defects in type II superconducting thinfilmshasbeenactivelydevelopedfromatheoreticalandexperimentalpointofview,ononeside due to the richness of static and dynamic behaviors that it presents and, second, by understanding themechanismstostabilizeandanchorthenetworkofvorticesagainstexternaldrivingforces. One ofthemostremarkablephenomenaofthesesystemsiscalledmatching effectwhichoccurswhenthe number of vortices is a multiple integer of the number of pinning centers, with peaks observed in the cr´ıtical current (static response) or the attenuation of the vortices mobility (dynamic response) values in field where this condition is satisfied. These measurable fields, the vortices can form a highly ordered network where the vortex-vortex interactions that reduce the effective anchoring are minimized. Using molecular dynamics simulations, we analyzed the settings of the vortices and the effects of artificial pinning at the dynamics of vortices in a type II superconducting thin film with a periodic distribution of pinning centers. The dynamics of vortices and their structural configurations were simulated using the Langevin dynamics algorithm. hm. The interactions between vortices were modeled using London’s approach with periodic boundary conditions. In the early part of the study, we calculated the balance settings for the vortex network, finding results similar to those studied in previous works. In fact, we observed in our simulations that the number of saturation of the anchoring centers, i.e. the maximum number of vortices trapped by each center, is a function of the external field. This result had already been predicted in calculations performed within the Ginzburg-Landau formalism. Here, we show that the same effect can be reproduced at the London scheme. In the second part of the study, we analyzed the dynamics when an external force is applied in the longitudinal direction relative to the symmetry of the network of traps. We show that this system displays dynamic commensurability effects when the settings of the vortices coincide with the periodicity of the arrangement, through the magnetoresistance curves that have a number of features in the different fields of matching. Certain field values, it falls in tension are absent due to the particular configuration of vortices and the interaction between interstitial vortices with the vortices occupying the pinning centers. This study shows that the types of measurability found in this dynamic problem are generally different from those found in the static problem. Therefore, the usual practice in the literature to infer the static settings of vortices from magnetoresistance measures should be reviewed.