Submitted by Nicolas Porto Vizarim (nicolasvizarim@gmail.com) on 2018-03-12T18:32:53Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Nicolas - Versão Final.pdf: 7101906 bytes, checksum: 80f0204c2d349c83b7ed130e1147502f (MD5) / Rejected by Maria Marlene Zaniboni null (zaniboni@bauru.unesp.br), reason: Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: 1) Falta ficha catalográfica. Obs: Inserir a ficha catalográfica após a folha de rosto. Modelo disponível em: http://www.biblioteca.bauru.unesp.br/#!/servicos/ficha-catalografica/ Agradecemos a compreensão. on 2018-03-14T13:03:07Z (GMT) / Submitted by Nicolas Porto Vizarim (nicolasvizarim@gmail.com) on 2018-03-14T13:20:53Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Nicolas - Repositório.pdf: 7208823 bytes, checksum: 9075fa2e8a261a4f2a51a2946604cacc (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Marlene Zaniboni null (zaniboni@bauru.unesp.br) on 2018-03-14T17:06:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 vizarim_np_me_bauru.pdf: 7208823 bytes, checksum: 9075fa2e8a261a4f2a51a2946604cacc (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-14T17:06:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 vizarim_np_me_bauru.pdf: 7208823 bytes, checksum: 9075fa2e8a261a4f2a51a2946604cacc (MD5) Previous issue date: 2018-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O estudo do comportamento de vórtices em supercondutores de tipo II com centros de aprisionamento (CAs) vem atraindo muita atenção nas últimas décadas devido a possibilidade de aumento da corrente crítica, assim como pela variedade de comportamentos que o sistema pode apresentar. Muito foi feito nos últimos anos na tentativa de compreender os mecanismos de aprisionamento, incluindo estudos de filmes infinitos sob influência de arranjos periódicos e quase-periódicos focando nos efeitos de comensurabilidade, correntes críticas e fases dinâmicas. No entanto, quando se trata de fitas supercondutoras muito trabalho ainda é necessário, especialmente para verificar como os CAs influenciam o sistema. Neste trabalho, foi simulado computacionalmente, utilizando técnicas de Dinâmica Molecular, o comportamento dinâmico de vórtices no interior de uma fita supercondutora do tipo II sob a influência de CAs com distribuição aleatória, hexagonal e dois tipos de arranjos conformes. A simulação foi feita considerando fitas imersas no plano xy, finita em x e infinita em y, com um campo magnético aplicado perpendicularmente ao plano das fitas e temperatura nula. Como resultado, encontramos que a fita com aprisionamento aleatório apresentou, na média, um decaimento suave da força de depinning (força necessária para libertar os vórtices dos CAs) em função do campo aplicado. Além disso, foi observada a presença de vórtices intersticiais fracamente ancorados, resultando em baixos valores de força de depinning. Já a fita com arranjo hexagonal apresentou efeitos significativos de comensurabilidade apenas no primeiro matching field, onde há um grande aumento da força de depinning, diferentemente do observado em filmes supercondutores infinitos, onde vários picos de comensurabilidade na corrente crítica são observados. Para os arranjos conformes, a força de depinning muda muito pouco em função do campo aplicado apresentando uma leve tendência decrescente, o que está de acordo com o que foi observado em filmes infinitos. Este comportamento está associado ao gradiente de defeitos e a simetria hexagonal que a rede conforme preserva, tornando o aprisionamento mais efetivo. Em um dos arranjos conforme foi obtido um aumento significativo nas forças de depinning em baixos campos, quando comparado aos outros arranjos. Com relação aos regimes dinâmicos, em fitas os vórtices tendem a formar canais devido a influência da corrente superfícial, que reduz o movimento transversal dos vórtices, diferentemente do observado em filmes infinitos. / The behavior of vortices in type II superconductors in the presence of artificial pinning centers has attracted much attention in the last two decades, due to the possibility of enhancing the critical currents, as well as the variety of behaviors that the system can exhibit. Much has been done in recent years to understand the pinning mechanisms, including studies of infinite films under the influence of periodic and quasi-periodic arrays focusing on the commensurability effects, critical currents and vortex dynamic phases. However, when it comes to superconducting strips a lot of work is still required, especially when the system is under the influence of pinning centers. In this work, we study the dynamic behavior of vortices inside a type II superconducting strip in the presence of pinning centers with random distribution, hexagonal and two types of conformal arrays. The simulation was performed considering strips using Molecular Dynamics technique, each with different arrays of defects, immersed in the xy plane, with finite dimension in x and infinite in y, under a magnetic field applied perpendicular to the plane of the strips and zero temperature. As a result, it was found that the strip with random pinning distribution showed a gentle decay of the depinning forces as a function of the applied field. In addition, the presence of weakly pinned interstitial vortices was observed, resulting in low values of depinning force. The hexagonal array showed significant commensurability effects only at the first matching field, where there is a great increase of the depinning force, unlike that observed in infinite superconducting films, where several commensurability peaks in the critical current is observed. For the conformal arrays, we observed a depinning force stability as a function of the applied field, which agrees with what has been observed in infinite films. This stability is associated to the gradient distribution of defects in the central region of the sample associated with sixfold symmetry that the conformal transformation preserves, resulting in a more effective pinning. In one of the conformal lattices, a significant increase in the depinning forces in low fields was obtained when compared to the other arrays. Concerning to the dynamic regimes, vortices in strips tend to form well defined channels due to the influence of the surface current, which reduces the transverse motion of the vortices, different to that observed in infinite films.

Submitted by DAVÍ FILENGA null (davifilenga2014@gmail.com) on 2016-06-04T02:08:52Z No. of bitstreams: 1 Versao_Final_Diss_Davi.pdf: 7092752 bytes, checksum: 39027609a3847f35afe9186806ee8144 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-06-07T12:44:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 filenga_d_me_bauru.pdf: 7092752 bytes, checksum: 39027609a3847f35afe9186806ee8144 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-07T12:44:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 filenga_d_me_bauru.pdf: 7092752 bytes, checksum: 39027609a3847f35afe9186806ee8144 (MD5) Previous issue date: 2016-04-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Na presente dissertação realizou-se o estudo das forças críticas e do comportamento dinâmico dos vórtices magnéticos de fitas supercondutoras do tipo II com arranjos conformes de centros de aprisionamento (pinning), bem como de diversos outros tipos de arranjos e também de diferentes trechos de arranjos. Além dos efeitos da geometria finita e aprisionamento, foi analisado o comportamento do sistema ao variar parâmetros externos como força de transporte e campo magnético. Os sistemas simulados correspondem a supercondutores bidimensionais, finitos na direção transversal e infinitos na direção longitudinal. A descrição das interações existentes no sistema pôde ser feita através de um conjunto de equações de Langevin, as quais foram resolvidas utilizando a técnica de Dinâmica Molecular. As soluções destas equações permitiram, dentre outros resultados, a obtenção das trajetórias e velocidades dos vórtices. Através das trajetórias, foi possível determinar o comportamento dinâmico das linhas de fluxo, e através das velocidades, os valores de força crítica. Para obter as posições iniciais dos vórtices, foi utilizado um algoritmo de Recozimento Simulado Generalizado (Generalized Simulated Annealing), o qual permitiu obter as configurações de menor energia do sistema. Os cálculos realizados foram feitos para 154 diferentes sistemas, que consistiram na análise do comportamento das interações neles existentes ao variar o campo magnético externo (H) aplicado nas amostras, bem como na análise dos efeitos de tamanho das fitas supercondutoras, utilizando diferentes arranjos e trechos de arranjos de centros de aprisionamento. Para o estudo da influência do campo magnético aplicado, foi feita uma varredura com diferentes valores de H e um valor fixo de largura de fita, tanto para o arranjo conforme quanto para os arranjos quadrado, aleatório, hexagonal e conforme deformado de centros de aprisionamento, a fim de realizar comparações. Para o estudo dos efeitos de tamanho, foram utilizados valores fixos de campo magnético externo aplicado e diferentes larguras de fita, com arranjos de centros de aprisionamento conforme, aleatório e conforme deformado, bem como diferentes trechos dos arranjos conforme e conforme deformado. Em todos os casos, a densidade de centros de aprisionamento, para efeitos de comparação, foi mantida constante para todos os tipos de arranjos e trechos de arranjos. Os resultados mostram que o arranjo conforme de centros de aprisionamento, e também trechos desse arranjo, apresentam maior estabilidade que os outros tipos de arranjos e trechos de arranjos analisados, revelando, com algumas exceções, maiores valores de força crítica para os valores de campo utilizados. Este resultado também pode ser observado em simulações numéricas que lidam com sistemas supercondutores infinitos. Entretanto, foi possível notar que o aumento na força crítica depende significativamente dos valores de campo magnético aplicados. Enquanto que em sistemas infinitos são reportados acréscimos nas forças críticas, para todos os valores de campo analisados, que podem chegar a até 100% para o arranjo conforme em relação a arranjos aleatórios de centros de aprisionamento, para o caso de fitas supercondutoras encontramos acréscimos nas forças críticas, para todos os valores de campo analisados em sistemas com largura fixa, que chegam a até 65,22%, aproximadamente, para o arranjo conforme em relação a arranjos aleatórios, bem como acréscimos que chegam a até 140% para o arranjo conforme em relação ao arranjo hexagonal de centros de aprisionamento. Ao variar a largura das amostras, encontramos acréscimos de até 81,82%, aproximadamente, para o arranjo conforme e, para trechos do arranjo conforme, um acréscimo de até 127,27%, aproximadamente, na força crítica em relação a arranjos aleatórios de centros de aprisionamento, considerando diferentes valores de H. / In this work we study the critical forces and dynamic behavior of magnetic vortices in type II superconducting tapes with conformal pinning arrays, as well several other types of arrays and also parts of arrays. In addition to the effects of finite geometry and pinning, we analyze system behavior by varying external parameters such as transport force and magnetic field. The simulated systems corresponds a two-dimensional superconductor, finite in the transverse direction and infinite in the longitudinal direction. The description of the interactions existing in the system can be made via a set of Langevin equations which were solved using Molecular Dynamics techniques. The solutions of these equations allowed, among other results, to obtain the trajectories and velocities of the vortices. Through the trajectories, it was possible to determine the dynamic behavior of the vortex lines, and through the velocities, the values of critical force. To obtain the initial positions of the vortices, we use a Generalized Simulated Annealing algorithm, which sought the settings of the lower energy system. Our calculations were made for 154 different systems, consisting in analyzing the interaction behavior contained in the systems by varying the external magnetic field (H) applied in the samples and the analysis of size effects of superconducting tapes using different arrays and parts of arrays of pinning centers. To study the influence of the applied magnetic field, a scan was taken with different values of H and a fixed value of tape width, both the conformal as for square, random, hexagonal and deformed conformal pinning centers, in order to make comparisons. To study the effects of size, were used fixed values of an external applied magnetic field and different widths of tapes, with the conformal, random and deformed conformal pinning centers, as well different parts of the conformal and deformed conformal arrays. In all cases, the density of pinning centers, for the purpose of comparison, were kept constant for all types of arrays, and parts of arrays. The results show that the conformal pinning array, and also parts of this array, exhibit greater stability than other types of arrays and parts of arrays, showing, with some exceptions, higher values of critical forces for the field values used. This result can also be observed in numerical simulations dealing with infinite superconducting systems. However, it was noticeable that the increase in critical force significantly depends on the magnetic field values applied. While in infinite systems are reported increases in critical forces to all field values analyzed which can reach up to 100% for a conformal array of pinning centers in relation to random arrays [1], for the case of superconducting tapes we found increases in critical forces for all field values analyzed in systems with fixed width, which reach up to 65.22%, approximately, to the conformal array in relation to random arrays, and increases to reach up to 140% to the conformal array in relation to the hexagonal array of pinning centers. By varying the width of the samples, there are increases up to 81.82%, approximately, for conformal pinning array, and for parts of a conformal pinning array, an increase of up to 127.27% approximately in critical force in relation to random pinning arrays, considering different H values.