Tendo por motivação as propriedades supercondutoras do óxido metálico Cd2Re207, cuja estrutura cristalina é do tipo pirocloro, propomos um modelo eletrônico em uma rede do tipo tabuleiro de .1:adrez,que pode ser vista como um análogo bidimensional da rede piroclórica. Incluindo somente graus de liberdade de carga, tratamos o modelo através de uma aproximação BCS, realizando o desacoplamento dos termos de interação no espaço real. A passagem ao espaço recíproco dá origem a um modelo BCS de duas bandas acopladas, sendo uma delas não dispersiva. Nosso estudo da fase supercondutora se baseia na minimização numérica da energia livre. Propriedades características, como o quociente entre o parâmetro de ordem e a temperatura crítica ou o salto do calor específico na transição de fase, são obtidas e comparadas com os valores universais previstos pela teoria BCS para um sistema de uma única banda no limite de acoplamento fraco. Também discutimos as propriedades de simetria do gap supercondutor no espaço de vetores de onda. / Motivated by the superconducting properties of the metallic oxide Cd2Re207, whose crystal structure is of the pyrochlore type, we propose an electronic modeI on a checkerboard lattice, which can be viewed as a two-dimensional analog of the pyrochlore lattice. lncluding only charge degrees of freedom, we treat the modeI via a BCS approximation, decoupling the interaction terms in real space. Going over to reciprocal space yields a BCS modeI with two coupled bands, one of them being non-dispersive. Our study of the superconducting phase is based on numerical minimization of the free energy. Characteristic properties, like the ratio between order parameter and critical temperature or the specific-heat jump at the phase transition, are obtained and compared with universal values predicted by the BCS theory for a single-band system in the weak-coupling limito We also discuss the symmetry properties of the superconducting gap in wave-vector space.

Recentemente, tem sido questionada a validade do teorema de Migdal nos fuieretos dopados supercondutores. Motivados por esse problema, realizamos nesta dissertação uma revisão das propriedades físicas destes novos e notáveis materiais: os fulerenos e outros representantes desta família de compostos orgânicos que possuem estrutura geométrica de gaiola fechada. Em primeiro lugar abordamos, ainda que de maneira sucinta, alguns fundamentos da teoria microscópica BCS (Bardeen, Cooper e Schrieffer, 1961) da supercondutividade, tais como o problema da instabilidade do líquido de Fermi, a formação de pares de Cooper, o método da transformação canônica para demonstrar o aparecimento da interação efetiva atrativa entre os elétrons do par, as equações de Gor'kov demonstrando o surgimento do gap supercondutor, e a expressão BCS da temperatura crítica no limite de acoplamento fraco. Após, revisamos o trabalho realizado por Grimaldi, Cappelluti e Pietronero (1995), sobre a supercondutividade não adiabática nos fuieretos dopados, no qual são feitas correções de vértice para a interação elétron-fônon, usando o método perturbativo. Naquele trabalho eles utilizam um modelo de fônons de Einstein com uma única freqüência para caracterizar a função espectral de Eliashberg, necessária para obter tais correções de vértice Nossa proposta neste trabalho é generalizar este modelo por um constituído de várias Lorentzianas truncadas, centradas nas freqüências dos principais modos de vibração da rede cristalina: os intermoleculares, os ópticos e os intramoleculares. Encontramos como resultado deste estudo que as correções de vértice, com contribuição multifonônica, introduzem modificações substancias como um aumento da temperatura crítica e variação no coeficiente isotópico, dando resultados mais próximos dos obtidos experimentalmente, em contraste daqueles obtidos na teoria de Migdal-Eliashberg, sem correções de vértice.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:11:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1957.pdf: 2828959 bytes, checksum: 21d0a6bda15b61d8457353156ef268ab (MD5) Previous issue date: 1998-02-27 / Universidade Federal de Sao Carlos / Nowadays, the flux method is one of the most widely used techniques promote growth of YBa2Cu3O7-ȣ single crystal superconductor. By using the material in a melted state, the reactions due to temperature are possible. To prepare single crystal superconductors of the family Y-Ba-Cu-O, a long period of time is necessary to melt the material in adequate conditions. In order to do this a satisfactory performance of the crucible is required; it must be resistant to any kind of chemical attack. In this work some materials used were investigated in crucibles. Platinum, gold (noble metals), oxides like Al2O3, ZrO2 showed problems when used in processing Y123 superconductors. To avoid this problem the zirconiaytria system is largely applied. Some authors have investigated the SnO2 crucible, but they found problems related to the densification of the SnO2. Recently, it was discovered that SnO2 can be densified without liquid phase, showing 99,7% of the theoretical density when sinterized up to 1300°C. Then, this condition was used to produce crucibles by slip casting to form the YBa2Cu3O7-ȣ single crystal superconductors without contamination. It was observed, in a first instance, that SnO2 crucibles are resistant to chemical attack of the flux that is rich in barium and copper. During the process it was observed an interface wall between the vial and the flux formed by BaSnO3. This protection is formed after heat treatment at 1025°C during 4, 17 and 24 hours. By increasing the treatment time (up to 24 hours), it was observed that the wall thickness increased too and it was possible stablish a relation between treatment time/thickness wall (that defines the resistance of chemical attack). This enabled the determination of the SnO2 crucible resistance to corrosion, under the flux condition. The second part of this work involved the Y123 single crystal growth. After produced, they were analysed by x-ray diffraction and SEM with microanalysis in cross sections of the crucibles to observe the BaSnO3 interface. It was observed that single crystals were not contaminated by tin, and they were analyzed through measuring magnetization vs. Temperature. The single crystal showed a critical temperature (Tc) around 90,5K with a transition width (Tc) around 19,5K before treatment with an oxygen flux at 450°C. After seven days of a second treatment under the same conditions, the Tc was increased to 92K with a decreasing to 4,5K in Tc. The results showed that SnO2 vials are resistant to BaO-CuO flux and appropriate to single crystal growth in YBa2Cu3O7-ȣ superconductors without external. / O método do fluxo tem se tornado uma das técnicas mais usadas, quando se trata de crescimento de monocristais supercondutores de YBa2Cu3O7-ȣ. A técnica processa o material no estado fundido e isto acarreta temperaturas nas quais reações podem acontecer. Na preparação de monocristais supercondutores da família Y-Ba-Cu-O, mais especificamente, YBa2Cu3O7-ȣ, é preciso de tempos prolongados para fundir o material nas temperaturas de crescimento, em algum recipiente (cadinho) que os tenha. Este cadinho deve ser resistente, ao ponto de conter o fundido (fluxo) a altas temperaturas e resistir a possíveis ataques químicos do próprio fluxo com o cadinho. Porém qual material suportaria a agressividade de um fluxo rico em BaO-CuO. Somente poderia ser um cadinho inerte ou pouco reativo às condições do fluxo em questão. São utilizados vários tipos de cadinhos para o crescimento dos monocristais de YBa2Cu3O7-ä (Y123, como também é conhecido este material). Alguns metais nobres, como a platina e o ouro; óxidos, como a alumina, o óxido de zircônio e outros, são atacados, corroídos, quando utilizados no processamento de materiais supercondutores. Trabalhos mais recentes demonstraram que cadinhos de zircônia-ítria são resistentes ao ataque do fluxo. Poucos autores utilizaram cadinhos de óxido de estanho para o crescimento de supercondutores de Y123, porém este tipo de cadinhos apresentaram problemas de densificação. Recentemente observou-se que o óxido de estanho (SnO2) pode densificar sem a formação de fase líquida (ponto suscetível ao ataque do fluxo rico em BaO-CuO). Esse material, o SnO2, densificou acima de 99,7% da densidade teórica quando sinterizado acima de 1300ºC. Foi, efetivamente, o escolhido para a fabricação de cadinhos por colagem de barbotina e para produzir monocristais supercondutores de YBa2Cu3O7-ȣ com baixa ou nenhuma contaminação do fluxo e dos monocristais. vi Numa primeira etapa do trabalho, demonstrou-se que o cadinho de SnO2 resiste à corrosão do fluxo com excesso de bário e cobre. Houve a formação de uma interface entre a parede do cadinho e o fluxo, identificada como "camada protetora" de estanato de bário (BaSnO3), após tratamento térmico a 1025ºC por 4, 17 e 24 horas. Acredita-se que esta fase formou-se pela reação entre o BaO e o SnO2. A espessura dessa camada aumentou com o incremento do tempo do tratamento (até 24 horas). Isto permitiu definir a resistência à corrosão do cadinho de SnO2, perante as condições agressivas do próprio fluxo. Procedeu-se, então, ao crescimento dos monocristais de Y123, segunda etapa desta dissertação. A preparação dos monocristais foi descrita, técnicas de análises por difração de raios-X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) com microanálises foram feitas em seções transversais dos cadinhos, para melhor detalhar o ocorrido com a interface de BaSnO3, formada entre o cadinho e o fluxo. Pôde-se avaliar a não contaminação dos monocristais pelo estanho e analisá-los a partir de medidas de magnetização vs. temperatura. O monocristal apresentou uma temperatura crítica (Tc) em torno de 90,5K com uma largura de transição (Tc) de, aproximadamente, 19,5K, antes de ser tratado com fluxo de oxigênio a 450ºC. Após 7 dias no tratamento, a Tc sofreu um aumento para 92K com um decréscimo da Tc para 4,5K. Os resultados demonstraram que os cadinhos de SnO2 são resistentes à corrosão do fluxo rico em BaO-CuO e apropriados para o crescimento de monocristais supercondutores de YBa2Cu3O7-ȣ sem impurezas advindas do próprio cadinho.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:14:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1937.pdf: 1710021 bytes, checksum: 22c07dce6c6624be220556f18c1f0150 (MD5) Previous issue date: 2008-02-20 / Universidade Federal de Minas Gerais / Nowadays, the flux method is one of the most widely used techniques promote growth of YBa2Cu3O7-ä single crystal superconductor. By using the material in a melted state, the reactions due to temperature are possible. To prepare single crystal superconductors of the family Y-Ba-Cu-O, a long period of time is necessary to melt the material in adequate conditions. In order to do this a satisfactory performance of the crucible is required; it must be resistant to any kind of chemical attack. In this work some materials used were investigated in crucibles. Platinum, gold (noble metals), oxides like Al2O3, ZrO2 showed problems when used in processing Y123 superconductors. To avoid this problem the zirconiaytria system is largely applied. Some authors have investigated the SnO2 crucible, but they found problems related to the densification of the SnO2. Recently, it was discovered that SnO2 can be densified without liquid phase, showing 99,7% of the theoretical density when sinterized up to 1300°C. Then, this condition was used to produce crucibles by slip casting to form the YBa2Cu3O7-ä single crystal superconductors without contamination. It was observed, in a first instance, that SnO2 crucibles are resistant to chemical attack of the flux that is rich in barium and copper. During the process it was observed an interface wall between the vial and the flux formed by BaSnO3. This protection is formed after heat treatment at 1025°C during 4, 17 and 24 hours. By increasing the treatment time (up to 24 hours), it was observed that the wall thickness increased too and it was possible stablish a relation between treatment time/thickness wall (that defines the resistance of chemical attack). This enabled the determination of the SnO2 crucible resistance to corrosion, under the flux condition. The second part of this work involved the Y123 single crystal growth. After produced, they were analysed by x-ray diffraction and SEM with microanalysis in cross sections of the crucibles to observe the BaSnO3 interface. It was observed that single crystals were not contaminated by tin, and they were analyzed through measuring magnetization vs. Temperature. The single crystal showed a critical temperature (Tc) around 90,5K with a transition width (Tc) around 19,5K before treatment with an oxygen flux at 450°C. After seven days of a second treatment under the same conditions, the Tc was increased to 92K with a decreasing to 4,5K in Tc. The results showed that SnO2 vials are resistant to BaO-CuO flux and appropriate to single crystal growth in YBa2Cu3O7-ä superconductors without external. / O método do fluxo tem se tornado uma das técnicas mais usadas, quando se trata de crescimento de monocristais supercondutores de YBa2Cu3O7-ä. A técnica processa o material no estado fundido e isto acarreta temperaturas nas quais reações podem acontecer. Na preparação de monocristais supercondutores da família Y-Ba-Cu-O, mais especificamente, YBa2Cu3O7-ä, é preciso de tempos prolongados para fundir o material nas temperaturas de crescimento, em algum recipiente (cadinho) que os tenha. Este cadinho deve ser resistente, ao ponto de conter o fundido (fluxo) a altas temperaturas e resistir a possíveis ataques químicos do próprio fluxo com o cadinho. Porém qual material suportaria a agressividade de um fluxo rico em BaO-CuO. Somente poderia ser um cadinho inerte ou pouco reativo às condições do fluxo em questão. São utilizados vários tipos de cadinhos para o crescimento dos monocristais de YBa2Cu3O7-ä (Y123, como também é conhecido este material). Alguns metais nobres, como a platina e o ouro; óxidos, como a alumina, o óxido de zircônio e outros, são atacados, corroídos, quando utilizados no processamento de materiais supercondutores. Trabalhos mais recentes demonstraram que cadinhos de zircônia-ítria são resistentes ao ataque do fluxo. Poucos autores utilizaram cadinhos de óxido de estanho para o crescimento de supercondutores de Y123, porém este tipo de cadinhos apresentaram problemas de densificação. Recentemente observou-se que o óxido de estanho (SnO2) pode densificar sem a formação de fase líquida (ponto suscetível ao ataque do fluxo rico em BaO-CuO). Esse material, o SnO2, densificou acima de 99,7% da densidade teórica quando sinterizado acima de 1300ºC. Foi, efetivamente, o escolhido para a fabricação de cadinhos por colagem de barbotina e para produzir monocristais supercondutores de YBa2Cu3O7-ä com baixa ou nenhuma contaminação do fluxo e dos monocristais. vi Numa primeira etapa do trabalho, demonstrou-se que o cadinho de SnO2 resiste à corrosão do fluxo com excesso de bário e cobre. Houve a formação de uma interface entre a parede do cadinho e o fluxo, identificada como "camada protetora" de estanato de bário (BaSnO3), após tratamento térmico a 1025ºC por 4, 17 e 24 horas. Acredita-se que esta fase formou-se pela reação entre o BaO e o SnO2. A espessura dessa camada aumentou com o incremento do tempo do tratamento (até 24 horas). Isto permitiu definir a resistência à corrosão do cadinho de SnO2, perante as condições agressivas do próprio fluxo. Procedeu-se, então, ao crescimento dos monocristais de Y123, segunda etapa desta dissertação. A preparação dos monocristais foi descrita, técnicas de análises por difração de raios-X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) com microanálises foram feitas em seções transversais dos cadinhos, para melhor detalhar o ocorrido com a interface de BaSnO3, formada entre o cadinho e o fluxo. Pôde-se avaliar a não contaminação dos monocristais pelo estanho e analisá-los a partir de medidas de magnetização vs. temperatura. O monocristal apresentou uma temperatura crítica (Tc) em torno de 90,5K com uma largura de transição (Tc) de, aproximadamente, 19,5K, antes de ser tratado com fluxo de oxigênio a 450ºC. Após 7 dias no tratamento, a Tc sofreu um aumento para 92K com um decréscimo da Tc para 4,5K. Os resultados demonstraram que os cadinhos de SnO2 são resistentes à corrosão do fluxo rico em BaO-CuO e apropriados para o crescimento de monocristais supercondutores de YBa2Cu3O7-ä sem impurezas advindas do próprio cadinho.

Orientador: Cláudio Luiz Carvalho / Banca: Victor Ciro Solano Reynoso / Banca: Alexander Polasek / Resumo: Devido a grande preocupação em se desenvolver novos materiais e técnicas para suprir a necessidade por novos recursos e atender com maior comodidade e eficiência a população mundial, estão surgindo novas áreas de pesquisas que visam suprir esta deficiência, seja criando novas tecnologias, ou mesmo aprimorando as técnicas existentes a fim de se obter um melhor aproveitamento dos recursos já existentes. Assim, estamos nos interessando por um ramo da ciência pouco conhecido, mas com um potencial muito elevado a ser descoberto, estamos falando dos materiais supercondutores, que pouco se sabe a respeito deles, porém muito já se faz com os mesmos. Desta maneira estamos apostando numa área mista, onde não usaremos os materiais supercondutores como sendo meramente condutores de energia e sim como dispositivos eletrônicos. Então, começamos o nosso trabalho, desenvolvendo materiais supercondutores na forma de filmes finos que é a base para o desenvolvimento desses dispositivos. Sendo assim escolhemos o sistema BSCCO, que tem como base os seguintes elementos, Bismuto, Estrôncio, Cálcio, Cobre e Oxigênio e que pode apresentar uma temperatura de transição da fase condutora para a fase supercondutora na faixa de 35 - 110K. Deste modo, nos propomos a estudar este tipo de material e desenvolver filmes finos, capazes de serem usados como ...(Resumo completo, clicar acesso eletronico abaixo) / Abstract: Due to great concern in developing new materials and techniques to supply the need for new resources and to assist with larger comfort and efficiency the world population, new areas of researches that seek to supply this deficiency are appearing, by creating new technologies, or even improving the existent techniques in order to obtain a better use of the resources already existent. Like this, we are being interested in a branch of the little known science, but with a very high potential to be discovered, we are talking about the superconductor materials, that little it is known regarding them. However it is much already done with the same ones. In this way we are betting in a mixed area, where we won't use the superconducting materials as being merely drivers of energy but like electronic devices. Then, we began our work, developing superconductor materials in the form of thin films that is the base for the development of those devices. The system BSCCO was chose because it has composed by the following elements, Bismuth, Strontium, Calcium, Copper and Oxygen and that it may present a transition temperature of the conductive phase for the superconductive phase in the range of 35 - 110K. This way, we have studied this material type and to develop thin films, capable of be used as base for electronic devices. In our work we ...(Complete abstract click electronic access below) / Mestre

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.

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.

A computação quântica adiabática tem sua pedra angular no teorema adiabático, cuja eficiência está relacionada tradicionalmente à proporção da variação temporal do Hamiltoniano que descreve o sistema e o gap mínimo entre o estado fundamental e o primeiro excitado. Normalmente, esse gap tende a diminuir quando aumenta o número de recursos (bit quântico: qubit) de um processador quântico, exigindo dessa maneira variações lentas do Hamiltoniano para assim garantir uma dinâmica adiabática. Entre os candidatos para a sua implementação física, estão os qubits baseados em circuitos supercondutores os quais têm um grande potencial, por causa de seu alto controle e escalabilidade promissora. No entanto, quando esses qubits são implementados, eles têm uma fonte intrínseca de ruído devido a erros de fabricação, que não podem ser desprezados. Por isso, nesta tese nós estudamos como os efeitos causados pelas flutuações dos parâmetros físicos do qubit afetam o comportamento da fidelidade da computação, realizando com esse propósito a simulação da dinâmica de cadeias de spin pequenas desordenadas. A partir do análise exaustivo desse estúdio foi possível propor uma estratégia que permite aumentar a fidelidade considerando um sistema ruidoso. Por outro lado, motivados pelo interesse de obter critérios suficientes e necessários para satisfazer uma computação quântica adiabática e pelo fato que ainda não existe uma condição de adiabaticidade geral apesar de existir inúmeras propostas, nós apresentamos um novo critério que manifesta suficiência para sistemas mais gerais e finalmente apresentamos evidências de que tal condição seria um quantificador consistente. / Adiabatic quantum computation has its cornerstone in the adiabatic theorem, whose efficiency is traditionally related to the ratio of the Hamiltonian temporal variation that describes the system and the minimum gap between the ground state and the first excited state. Usually, this gap tends to decrease when the number of quantum resources (quantum bit: qubit) of a quantum processor increases, thus it requires slow variations of the Hamiltonian to ensure an adiabatic dynamic. Among the candidates for its physical implementation are the qubits superconducting circuit-based which have great potential because of their high control and promising scalability. However, when these qubits are implemented, they have an intrinsic source of noise due to manufacturing errors that can not be despised. Therefore, in this thesis we study how the effects caused by the fluctuations of the physical parameters of the qubit affect the behavior of the fidelity of the computation, accomplishing with this purpose the simulation of the dynamics of small disordered spin chains. From the exhaustive analysis of this studio, it was possible to propose a strategy that allows to increase the fidelity considering a noisy system. On the other hand, motivated by the interest of obtaining sufficient and necessary criteria to satisfy an adiabatic quantum computation and the fact that there is still no general adiabaticity condition despite there being numerous proposals, we present a new criterion that manifests sufficiency for more general systems and we finally presented evidence that such a condition would be a consistent quantifier.

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.

Tendo por motivação as propriedades supercondutoras do óxido metálico Cd2Re207, cuja estrutura cristalina é do tipo pirocloro, propomos um modelo eletrônico em uma rede do tipo tabuleiro de .1:adrez,que pode ser vista como um análogo bidimensional da rede piroclórica. Incluindo somente graus de liberdade de carga, tratamos o modelo através de uma aproximação BCS, realizando o desacoplamento dos termos de interação no espaço real. A passagem ao espaço recíproco dá origem a um modelo BCS de duas bandas acopladas, sendo uma delas não dispersiva. Nosso estudo da fase supercondutora se baseia na minimização numérica da energia livre. Propriedades características, como o quociente entre o parâmetro de ordem e a temperatura crítica ou o salto do calor específico na transição de fase, são obtidas e comparadas com os valores universais previstos pela teoria BCS para um sistema de uma única banda no limite de acoplamento fraco. Também discutimos as propriedades de simetria do gap supercondutor no espaço de vetores de onda. / Motivated by the superconducting properties of the metallic oxide Cd2Re207, whose crystal structure is of the pyrochlore type, we propose an electronic modeI on a checkerboard lattice, which can be viewed as a two-dimensional analog of the pyrochlore lattice. lncluding only charge degrees of freedom, we treat the modeI via a BCS approximation, decoupling the interaction terms in real space. Going over to reciprocal space yields a BCS modeI with two coupled bands, one of them being non-dispersive. Our study of the superconducting phase is based on numerical minimization of the free energy. Characteristic properties, like the ratio between order parameter and critical temperature or the specific-heat jump at the phase transition, are obtained and compared with universal values predicted by the BCS theory for a single-band system in the weak-coupling limito We also discuss the symmetry properties of the superconducting gap in wave-vector space.