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ESTUDO DE PROPRIEDADES ELÉTRICAS DO SISTEMA SUPERCONDUTOR YBa2Cu2,985Fe0,015O7

Hneda, Marlon Luiz 09 March 2012 (has links)
Made available in DSpace on 2017-07-21T19:26:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marlon Luiz Hneda.pdf: 6704011 bytes, checksum: b29186e60beebe411525b53a8023ea5d (MD5) Previous issue date: 2012-03-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work we report an experimental study about the effects of Fe doping, the variation of the current density and the application of low magnetic fields on the resistive transition and normal phase of the polycrystal ine and monocrystalline Ba2Cu2:985Fe0:015O7 samples. Three polycrystalline samples were produced, one without oxygenation and two that were oxygenated during 24 and 48 hours. Was produced, also, one well oxygenated monocrystalline sample. In the polycrystalline samples and in the single crystal sample were applied electrical currents of 5, 10 and 15 mA. The X-ray diffraction, with Rietveld refinement, shows a decrease in the lattice parameters when related with Y Ba2Cu3O7. Raman spectroscopy measurements of the polycrystalline samples reveal the displacement of bands at 150 and 500 cm1 when related with Ba2Cu3O7. The obtained results for the polycrystalline samples indicate that, in a general manner, the Fe addition and the oxygenation degree strongly affect the electronic transport properties in the normal state and in the resistive transition. Were not observed effects of the current intensity in the normal phase. In the resistive transition the current has moderate effects, similar to those produced by the application of low magnetic fields. Using the temperature derivative of the resistivity and the logarithmic derivative of the conductivity plotted as a function of the temperature, it is shown that the resistive transition is a two-step process, typical of disordered systems. In the normal phase Gaussian and critical fluctuations were observed. There were no effects of doping, oxynenation or electrical current on the paraconductivity. The paracoherent phase is strongly affected by the degree of oxygenation, but no effects were observed by the Fe doping. The effect of the electrical current was more intense in the poorly oxygenated sample. At temperatures close to the state of zero resistance it was observed, for the sample without oxygenation, a critical regime whose exponent is current dependent. For the samples oxygenated during 24 and 48 hours, the exponent was independent of the degree of oxygenation, doping with Fe, and the current intensity. The obtained values for the exponent suggest that the universality class for the coherence transition is that of the 3D-XY model where the non-trivial disorder is relevant. In the single crystal sample, were applied low magnetic fields between 0 and 500 Oe. The results showed that the Fe doping affects the electronic transport properties of both normal phase and resistive transition. There were no effects of the fields or the currents in the normal phase. The derivative of the resistiviry shows a structure of multiple peaks, suggesting the existence of a distribution of critical temperatures which can be connected with a multiple and subtle phase separation related to the presence of regions of the sample with different concentrations of Fe and/or O. In the study of the fluctuations for T TC it was observed the super-critical regime. The regime was not affected by the current intensity variation or magnetic field application. Resistivity measurements of greater accuracy, made by applying magnetic fields, also revealed the genuinely critical regime, that proved to be stable under the applied fields. / No presente trabalho é apresentado um estudo experimental dos efeitos da adição de Fe, da variação da intensidade de corrente e da aplicação de baixos campos magnéticos na transição resistiva e na fase normal do sistema Y Ba2Cu2:985Fe0:015O7 nas formas policristalina e monocristalina. Foram produzidas três amostras policristalinas, uma sem oxigenação e outras duas que foram oxigenadas durante 24 e 48 horas, e uma amostra monocristalina bem oxigenada. Tanto nas amostras policristalinas quanto na amostra monocristalina foram aplicadas correntes de 5, 10 e 15 mA. A difratometria de raios X, juntamente com refinamento Rietveld, mostram uma diminuição dos parâmetros de rede em relação ao Y Ba2Cu3O7. Medidas de espectroscopia Raman das amostras policristalinas revelam um deslocamento das bandas em 150 e 500 cm1 em relação ao Y Ba2Cu3O7. Os resultados obtidos para as amostras policristalinas indicam que, de maneira geral, a adição de Fe e o grau de oxigenação afetam fortemente as propriedades de transporte eletrônico no estado normal e na transição resistiva. Não foram observados efeitos da intensidade de corrente na fase normal. Na transição resistiva a corrente tem efeitos moderados, semelhantes aos produzidos pela aplicação de baixos campos magnéticos. A partir da derivada da resistividade e da derivada logarítmica da condutividade em função da temperatura mostra-se que a transição resistiva das amostras policristalinas é um processo com duas etapas, geralmente observado em sistemas desordenados. Na fase normal foram identificadas flutuações Gaussianas e críticas. Não foram observados efeitos da dopagem, oxigenação ou corrente na paracondutividade. A fase paracoerente se mostrou fortemente afetada pelo grau de oxigenação, mas não foram observados efeitos da dopagem com Fe. O efeito da variação da corrente foi mais intenso na amostra pouco oxigenada. Em temperaturas próximas ao estado de resistência nula foi observado um regime crítico com expoente dependente de corrente para a amostra sem oxigenação. Para as amostras oxigenadas em 24 e 48 h, o expoente se mostrou independente do grau de oxigenação, da dopagem com Fe e da intensidade de corrente. Os valores obtidos para o expoente sugerem que a classe de universalidade da transição de coerência é a mesma de um modelo 3D-XY onde a desordem não trivial é relevante. Na amostra monocristalina foram aplicados campos magnéticos fracos, entre 0 e 500 Oe. A análise dos resultados revelou que a dopagem com Fe afeta as propriedades de transporte eletrônico tanto da fase normal quanto da transição resistiva. Não foram observados efeitos dos campos nem das correntes na fase normal. A derivada da resistividade mostra uma estrutura de múltiplos picos, que sugere a existência de uma distribuição de temperaturas críticas que pode estar ligada com uma múltipla e sutil separação de fases relacionada com a presença de regiões da amostra com diferentes concentrações de Fe e/ou O. No estudo das flutuações para T > TC foi identificado o regime super-crítico. O regime se mostrou estável frente às variações de corrente e de campo magnético. Medidas de resistividade de maior precisão experimental, feitas com a aplicação de campos magnéticos, mostraram também o regime genuinamente crítico, que se revelou estável frente a aplicação dos campos estudados.

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