coordenadoria de aperfeiÃoamento de pessoal de ensino superior / A partir da soluÃÃo numÃrica das equaÃÃes de Ginzburg-Landau, estudamos o estado supercondutor de um filme fino supercondutor sob uma camada ferromagnÃtica, separados por um Ãxido isolante, na presenÃa de campo magnÃtico ou corrente elÃtrica aplicados. O ferromagneto considerado à organizado em uma sÃrie de domÃnios paralelos com magnetizaÃÃo oposta, perpendicular ao plano do ferromagneto, e suficientemente forte para induzir pares vÃrtice-antivÃrtice no supercondutor subjacente, quando na ausÃncia de campo magnÃtico aplicado. Pares vÃrtice-antivÃrtice se auto-organizam em um rico conjunto de configuraÃÃes, algumas das quais nÃo apresentam correspondÃncia com a periodicidade do filme ferromagnÃtico. A variedade das possÃveis configuraÃÃes à aumentada pela aplicaÃÃo de campo magnÃtico externo, caso em que vÃrtices adicionais podem diminuir a energia do sistema pela aniquilaÃÃo dos antivÃrtices, que estÃo sob os domÃnios negativos do ferromagneto, ou diminuindo sua prÃpria energia apÃs se posicionarem sob domÃnios positivos do ferromagneto. Como consequÃncia, o reodernamento de vÃrtices-antivÃrtices bem como a evoluÃÃo da energia do sistema sÃo nÃo-triviais em funÃÃo do aumento da intensidade do campo magnÃtico externo. Por fim, revelamos efeitos curiosos da corrente elÃtrica dc aplicada sobre as configuraÃÃes de pares vÃrtice- antivÃrtice, uma vez que a forÃa de Lorentz resultante tem direÃÃo oposta para vÃrtices e antivÃrtices, enquanto que a direÃÃo da corrente aplicada em relaÃÃo aos domÃnios ferromagnÃticos à de importÃncia crucial para a interaÃÃo das correntes e Meissner e aplicada, bem como a dinÃmica de vÃrtice-antivÃrtice resultante - ambas as quais estÃo refletidas na anisotropia da corrente crÃtica do sistema. / Using advanced Ginzburg-Landau simulations, we study the superconducting state of a thin super- conducting film under a ferromagnetic layer, separated by an insulating oxide, in applied external magnetic field and electric current. The taken uniaxial ferromagnet is organized into a series of parallel domains with alternating polarization of out-of-plane magnetization, sufficiently strong to induce vortex-antivortex pairs in the underlying superconductor in absence of other magnetic field. We show the organization of such vortex-antivortex matter into rich configurations, some of which are not matching the periodicity of the ferromagnetic film. The variety of possible configurations is enhanced by applied homogeneous magnetic field, where additional vortices in the superconductor may lower the energy of the system by either annihilating the present antivortices under negative ferromagnetic domains, or by lowering their own energy after positioning under positive ferromag- netic domains. As a consequence, both the vortex-antivortex reordering in increasing external field and the evolution of the energy of the system are highly nontrivial. Finally, we reveal the very inter- esting effects of applied dc electric current on the vortex-antivortex configurations, since resulting Lorentzian force has opposite direction for vortices and antivortices, while direction of the applied current with respect to ferromagnetic domains is of crucial importance for the interaction of the applied and the Meissner current, as well as the consequent vortex-antivortex dynamics - both of which are reflected in the anisotropic critical current of the system.

Orientador: Luiz Antonio Barreiro / Banca: Alexandre Mesquita / Banca: Denis Eduardo Peixoto / Resumo: O objetivo desse trabalho concentra-se em estudar uma nova metodologia para resolução de problemas em matéria condensada, nos quais as partículas estão fortemente acopladas, não permitindo um tratamento perturbativo padrão. Esse método, originário da dualidade AdS/CFT (Anti-de Sitter/Conformal Field Theory), está sendo conhecido na comunidade de matéria condensada como Dualidade Holográfica. Como aplicação desta teoria, o comportamento de supercondutores foi escolhido. A metodologia da dualidade holográfica utiliza uma teoria de campos em um espaço-tempo curvo. Partindo da ação associada é possível obter as equações de movimento das partículas envolvidas. A seguir foi empregado o uso do software Mathematica-Wolfram, para a resolução das Equações Diferenciais através do Método de Frobenius. Os resultados obtidos expressam que os valores esperados de operadores, as chamadas funções de correlação, são bem similares à curva de intervalo de energia previsto pela teoria BCS em função da temperatura. Também infere-se a partir da fórmula de Kubo, que os resultados numéricos da condutividade elétrica, claramente indicam uma condutividade infinita abaixo de uma determinada temperatura crítica Tc, resultando em um supercondutor / Abstract: The objective of this work is to study a new methodology for solving problems in condensed matter, in which the particles are strongly coupled, not allowing a standard perturbative treatment. This method, originating from the AdS / CFT (Anti-Sitter / Conformal Field Theory) duality, is being known in the condensed matter community as Holographic Duality. As an application of this theory, the behavior of superconductors was chosen. The holographic duality methodology uses a field theory in a curved space-time. From the associated action it is possible to obtain the equations of motion of the particles involved. Next, the use of the Mathematica-Wolfram software was used to solve the Differential Equations by the Frobenius Method. The obtained results express that the expected values of operators, so-called correlation functions, are very similar to the energy interval curve predicted by the BCS theory as a function of temperature. It is also inferred from the Kubo formula that the numerical results of electrical conductivity clearly indicate an infinite conductivity below a given critical temperature Tc, resulting in a superconductor / Mestre

Orientador: Guillermo Gerardo Cabrera Oyarzun / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-25T15:09:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ReisJunior_JoseDaniel_M.pdf: 2901457 bytes, checksum: c6f1f2b54e2c6bf932d3577045161729 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: No trabalho de pesquisa apresentado nesta dissertação de mestrado estudamos o comportamento dinâmico da rede de vórtices em um filme fino supercondutor com geometria finita e desordem aleatória. Através de simulações numéricas calculamos a dinâmica das linhas de fluxo em duas dimensões para uma fita supercondutora de largura Lx finita (da ordem do comprimento de penetração g), onde incluímos os efeitos da barreira geométrica na superfície, e comprimento infinito, onde utilizamos condições de contorno periódicas. Os centros de pinning são distribuídos aleatoriamente no interior da amostra e a corrente de transporte é aplicada na direção perpendicular à superfície. Nossos resultados consistem de curvas de resistência diferencial, coeficientes de difusão transversal, e uma análise da estrutura da rede através de suas trajetórias, do fator de estrutura e da intensidade dos picos de Bragg. Resolvemos também a dinâmica de vórtices para um sistema infinito, isto é, sem levar em conta os efeitos da superfície, com condições de contorno periódicas nas duas direções. Os resultados obtidos para este sistema foram então comparados com os obtidos para o sistema finito e verificamos que de fato a superfície apresenta modificações relevantes no comportamento dinâmico dos vórtices. A presença da superfície inibe a difusão dos vórtices na direção transversal ao movimento, exercendo uma força repulsiva em direção ao centro da fita. Verificamos que este fenômeno induz um ordenamento quase completo da rede de linhas de fluxo para altos valores da corrente aplicada. Analisando este ordenamento em função dos diferentes regimes definidos na literatura concluímos que o ordenamento para altas velocidades no sistema infinito é do tipo moving Bragg glass [1] mas por outro lado o regime encontrado no sistema finito se aproxima do previsto por Koshelev e Vinokur que consiste de um moving crystal [2]. Além disso, observamos também que mesmo abaixo da corrente crítica a rede de vórtices já apresenta sinais de ordenamento no sistema finito. Para obter uma informação mais detalhada sobre os efeitos de tamanho calculamos a dinâmica das linhas de fluxo para três amostras com larguras diferentes (Lx=g , 0.7 g e 0.5 g ) mas com a mesma densidade de centros de aprisionamento e com o mesmo número de vórtices no seu interior. Estes resultados indicam que conforme reduzimos a largura da amostra o ordenamento da rede ocorre para valores de corrente cada vez mais baixos. O que reforça a idéia de que a proximidade com a superfície leva a um ordenamento mais efetivo da estrutura de vórtices. Observamos também que o ordenamento para baixas velocidades é mais efetivo nas amostras de largura menor, isto se deve principalmente à alta densidade de vórtices no interior do material induzida pelo tamanho reduzido da amostra / Abstract: In the research work presented in this master science dissertation we study the vortex lattice dynamical behavior in superconducting thin film with finite geometry and random disorder. Through numerical simulations we calculate flux line dynamics in two dimensions for a superconducting strip of finite width Lx (comparable with the penetration depth g ), where we include the geometrical barrier effects on the surface, and infinite length, where we use periodic boundary conditions. The pinning centers are ramdomly distributed inside the sample and the transport current is applied in the direction perpendicular to the surface. Our results consist of differential resistance curves, transverse diffusion coefficient, and an analysis of the lattice structure through its trajectories, structure factor and the intensity of the Bragg peaks. We also solve the vortex dynamics for an infinite system, i.e., without taking into account the surface effects, with periodic boundary conditions in the two directions. Then the results obtained for this system was compared with the ones for the finite system and we verify that indeed the surface presents outstanding modifications in the vortex dynamical behavior. The presence of the surface prevent the vortex diffusion in the direction transverse to the motion, exerting a repulsive force in the direction of the strip center. We verify that this phenomenon induce an almost complete ordering of the flux line lattice for high values of the applied current. Analysing this ordering as a function of the different regimes defined in the literature we conclude that the ordering for high velocities in the infinite system is a moving Bragg glass like [1] but otherwise the regime found in the finite system approach the one predicted by Koshelev and Vinokur which is a moving crystal [2]. Besides we also observe that even below the critical current the vortex lattice presents ordering indications in the finite system. To obtain more detailed information about the size effects we calculate the flux line dynamics for three samples of different widths ( Lx=g , 0.7 g e 0.5 g ) but with the same pinning center density and the same number of vortices inside. These results indicate that by reducing the sample width the lattice ordering occurs for lower current values. This emphasizes the idea that proximity with the surface yields a more effective ordering of the vortex structure. We also observe that the low velocity ordering is more effective in the smaller width samples, this is due mainly to the high vortex density inside the material induced by the reduced size of the sample / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Iris Concepcion Linares de Torriani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-27T18:38:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ZeballosVelasquez_ElviraLeticia_M.pdf: 1483512 bytes, checksum: 1ff6f5144edc9afe85b9e34fcad6716a (MD5) Previous issue date: 1990 / Resumo: Neste trabalho vários métodos analíticos destinados à identificação de fases e a determinação de suas concentrações em misturas de multicomponentes são estudados em detalhe e aplicados na análise de amostras provenientes da síntese do material supercondutor Y-Ba-Cu-O para varias relações catiônicas. Para a identificação das fases são aplicados métodos computacionais de simulação de difratogramas. A comparação dos difratogramas calculados com os experimentais permite a determinação das fases presentes. As concentrações das fases identificadas são calculadas pelo Método de Padrão Externo usando as Intensidades de Referência. Estas intensidades são calculadas teoricamente. Na nossa aplicação, a análise qualitativa reportou a presença da fase supercondutora ba2Cu3O7-d , das fases semicondutores Y2BaCuO5 e BaCuO2, e do CuO, com uma presença dominante da primeira fase em todas as nossas amostras. Na maioria das amostras esteve presente o Y2BaCuO5 e o CuO em percentagens variáveis. Somente em uma amostra foi detectada a fase de BaCuO2. Os nossos resultados permitem confirmar a utilidade de métodos computacionais para identificar fases (ou componentes) de misturas complexas, cujo estudo seria extremamente complicado usando métodos tradicionais. A conveniência do método quantitativo aplicado neste trabalho para o cálculo das concentrações também é evidente, estabelecendo-se uma metodologia conveniente para este tipo de análise de fases / Abstract: In this work several analytical methods have been studied and applied to the identification of phases and determination of individual concentrations in multicomponent mixtures obtained from the synthesis of the superconductor material Yba2Cu3O7-d for several cationic ratios. Single phase components were identified by computer simulation of the experimental diffractograms. Concentrations were then calculated by the External Standard Method using the reference intensities calculated for each of the components. The results of the qualitative methods applied to our samples confirmed the presence of the superconducting phase Yba2Cu3O7-d, the semiconducting phases Y2BaCuO5 and BaCuO2, and CuO. In most of the samples Y2BaCuO5 and CuO were present in variable quantities. Only one of the samples contained the BaCuO2 phase. Our results confirmed the practical applicability of the computer simulation methods for the identification of single phase components in complex mixtures which would be hard to analyze by traditional methods. Furthermore, the quantitative method used in this work proved to be quite convenient when combined with the computer simulation of the diffractograms thus establishing a very practical methodology for this type of phase analysis / Mestrado / Física / Mestre em Física

Apresenta-se neste trabalho um estudo experimental da dinâmica do fluxo magnético intergranular no cuprato supercondutor Y Ba2Cu3O7 e nos compósitos Y Ba2CU3O7 fi/Ag para várias concentrações de prata. Verificou-se que sob certas condições é possível separar os efeitos da dinâmica do fluxo de Josephson daqueles resultantes da dinâmica de Abrikosov. Através da técnica de medidas de magnetização DC foram obtidas as linhas de depinning inicial e de irreversibilidade magnética em campo magnético aplicado até 120 Oe. O revestimento dos grãos supercondutores aparentemente não afeta a energia de acoplamento dos elos fracos entre os grãos e o potencial de pinning até 16.1 % em peso de prata. A vantagem da mistura da prata é que esta melhora as propriedades mecânicas dos óxidos supercondutores além de melhorar as correntes críticas do sistema. Observamos que o depinning do fluxo de Josephson começa numa temperatura bem definida, dependendo do campo magnético aplicado e gradualmente aumenta com a temperatura até ou muito próximo do limite de irreversibilidade, acima do qual todo o fluxo intergranular (e intragranular) está livre. As linhas de irreversibilidade das nossas amostras podem ser entendidas dentro do modelo do Vidro supercondutor.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:32:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2761_DissertacaoMestradoTiaraRodriguesSmarssarodeFreitas.pdf: 985732 bytes, checksum: 1bbb66908f4dc3f6f916d282cb706831 (MD5) Previous issue date: 2009-09-18 / Os dispositivos de proteção convencionais ligados ao sistema elétrico, bem como os equipamentos conectados a ele, em geral são incapazes de suportar os esforços eletromecânicos durante a ocorrência de faltas no sistema. A situação tornou-se mais crítica com a ampliação dos sistemas elétricos, que ocasionou a elevação dos níveis de corrente de curto-circuito, levando ao desenvolvimento de dispositivos que, na ocorrência de uma falta, isolam o defeito e permitem realizar a proteção adequada. Tais dispositivos limitam a corrente de curto-circuito enquanto os sistemas de proteção convencionais não atuam, isolando a falta, e são chamados de Dispositivos Limitadores de Corrente de Falta (DLCF). Adicionalmente, eles não devem interferir durante a operação normal do sistema. Com o avanço da tecnologia dos dispositivos supercondutores, com a elevação da temperatura de operação, sua aplicação como limitador de corrente de falta tipo supercondutor, apresenta vantagens sobre outras tecnologias existentes. Este trabalho apresenta um modelo para simulação no domínio do tempo de limitador de corrente de falta supercondutor resistivo aplicado a sistemas elétricos. Obtém-se o modelo do limitador de corrente de falta supercondutor a partir da observação da transição de estado entre supercondutor e condutor normal com a corrente que por ele circula. O comportamento do supercondutor é analisado, obtendo-se então equações que representam o seu comportamento resistivo na transição entre o estado supercondutor ao estado normal e vice-versa. O modelo é simulado no MATLAB/SIMULINK® e no ATPDraw; ambas simulações são detalhadas e comparadas com resultados experimentais. Os resultados experimentais e os resultados obtidos comprovam o bom desempenho do modelo e validam a sua utilização em simulações de sistemas elétricos com análise do comportamento transitório na ocorrência de faltas.

Apresenta-se neste trabalho um estudo experimental da dinâmica do fluxo magnético intergranular no cuprato supercondutor Y Ba2Cu3O7 e nos compósitos Y Ba2CU3O7 fi/Ag para várias concentrações de prata. Verificou-se que sob certas condições é possível separar os efeitos da dinâmica do fluxo de Josephson daqueles resultantes da dinâmica de Abrikosov. Através da técnica de medidas de magnetização DC foram obtidas as linhas de depinning inicial e de irreversibilidade magnética em campo magnético aplicado até 120 Oe. O revestimento dos grãos supercondutores aparentemente não afeta a energia de acoplamento dos elos fracos entre os grãos e o potencial de pinning até 16.1 % em peso de prata. A vantagem da mistura da prata é que esta melhora as propriedades mecânicas dos óxidos supercondutores além de melhorar as correntes críticas do sistema. Observamos que o depinning do fluxo de Josephson começa numa temperatura bem definida, dependendo do campo magnético aplicado e gradualmente aumenta com a temperatura até ou muito próximo do limite de irreversibilidade, acima do qual todo o fluxo intergranular (e intragranular) está livre. As linhas de irreversibilidade das nossas amostras podem ser entendidas dentro do modelo do Vidro supercondutor.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:49:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5259_1.pdf: 5449306 bytes, checksum: c1c4ba48af2cd838d0ba1f3944a768ac (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Uma caracterização do supercondutor- magnético RuSr2RCu2O8 (R = Eu ou Gd) com as medidas da resistência em função da temperatura e do campo magnético foi apresentada. Dois picos nas curvas derivadas da resistividade dr/dT foram identificados nas temperaturas T1= 43 e T2 = 34 K. A magnetização versus temperatura apresenta um aumento, na mesma temperatura T2 das curvas de resistividade, seguido por uma diminuição a temperaturas mais baixas, que conduz à aparição de um pico anômalo nas curvas de susceptibilidade. As possíveis explicações para os dados atuais podem incluir a dependência do campo das interações magnéticas entre as camadas ou planos de Ru-O e os planos do Cu-O. Com a finalidade de estudar a contribuição magnética do momento de Gd, as medidas foram feitas preferencialmente em RuSr2GdCu2O8. Entretanto, ambos sistemas se comportam muito similar com respeito a suas transições magnéticas e SC. As curvas de Arrhenius ln (r) versus T e a energia potencial de ancoragem Uo também foram apresentadas. Dois diferentes estágios foram encontrados para Uo(H). A dependência com o campo magnético obtida para Uo é muito diferente do que se pode esperar para um SC volumétrico e homogêneo. Nós mostramos que os dados de U0 podem ser interpretados nos termos de uma possível mudança estrutural dentro do grão. O composto RuSr2EuCu2O8 foi sintetizado e caracterizado estrutural e micro estruturalmente pelas técnicas de difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura e microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução (HRTEM). Nossos dados sugerem que os planos cristalográficos de corte observados por HRTEM podem originar as anomalias observadas nas medidas magnéticas e elétricas. Estes defeitos constituem uma descontinuidade nos reservatório da carga Ru-O com grandes quantidades de Eu entre as camadas de Ru localmente deficiente em oxigênio. Nós discutimos como as propriedades físicas e a estrutura são correlacionadas. Finalmente a presença de uma nova estrutura Eu2Ru2O7-d dentro do quimicamente uniforme Ru- 1212 foi reportada. Nossos dados sugerem que uma transição supercondutora associada com este composto pode ocorrer em uma escala do comprimento bem abaixo do tamanho de grão

Made available in DSpace on 2018-03-22T15:55:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_11668_Tese de doutorado - Fernando H. S. Eleutério.pdf: 1773499 bytes, checksum: e9c2c4b8631ab20a64b11ecf5e0aa507 (MD5) Previous issue date: 2017-12-15 / O foco deste trabalho é a investigação das duas fases intrínsecas de supercondutores estruturais, utilizando como objeto de estudo a resposta magnética e a sua composição granular. Ao investigar a susceptibilidade magnética ac na cerâmica policristalina a base de mercúrio dopada com rênio (Hg0.82Re0.18Ba2Ca2Cu3O8.16) (Hg,Re)- 1223) com o precursor com teor ótimo de oxigênio, pulverizada (reduzida a pó e peneirada) foi possível determinar a temperatura crítica da amostra e observar que ela depende do tamanho de cada do grão. Para a partícula de 20 μm foi encontrada somente uma temperatura crítica de 133K, porém são observadas duas temperaturas críticas (133K e 98 K) ao ser reduzir ainda mais o tamanho da partícula, a uma escala mesoscópica de 600 nm. Este fato foi elucidado por uma extensão da teoria de Ginzburg-Landau utilizando dois parâmetros de ordem para parametrizar o campo escalar complexo e fazendo a conexão com o modelo microscópico responsável por descrever as peculiaridades destes tipos de grãos.

Made available in DSpace on 2018-08-01T21:59:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_10798_Tese Tales Costa de Freitas.pdf: 12262179 bytes, checksum: f199acb3a72dd1b0001b8e602e59a64c (MD5) Previous issue date: 2017-03-10 / Esta tese trata do estudo das propriedades estruturais, magnéticas e de transporte elétrico de filmes finos de Nb crescidos em substratos de Si (100), por Magnetron Sputtering, em diferentes temperaturas de substratos TS e espessura de Nb tNb, e de seus sistemas híbridos supercondutores/ferromagnéticos S/F do tipo Si(100)/Nb(tNb nm)/Pd(1,1 nm)/[Co(0,3 nm)/Pd(1,1 nm)]12 e Si(100)/Nb(100 nm)/Pd(tPd nm)/[Co(0,3 nm)/Pd(3 nm)]12, onde tNb é de 15, 20, 50 e 100 nm, e a espessura do Pd tPd é de 1, 3 ,5 e 10 nm. No caso dos filmes puros de Nb, os principais resultados mostram: (i) a dependência da densidade de corrente crítica JC(T) com a temperatura do substrato TS, onde foi demonstrado o ótimo valor de TS (responsável pelo valor JC mais alto). Os valores de JC(T) foram estimados a partir de medidas de magnetização (laços de histereses), assumindo um modelo granular dos filmes observado experimentalmente por medidas de microscopia de força atômica; (ii) a influência da variação da espessura tNb nas características granulares do sistema de Nb; propriedade (granular) que determina uma redução acentuada da temperatura crítica supercondutora TC devido ao efeito do tamanho finito do grão; (iii) o comportamento semicondutor e magnetorresistência negativa dos filmes de Nb durante a transição supercondutora; propriedades determinadas por medidas de resistência elétrica nos filmes granulares de Nb mais finos (20 e 50 nm); (iv) a dependência de μ0HC2(T) para os filmes de Nb de 100 nm, que apresentam comportamento 3D (exceto o valor de TC), conforme sugerem modelos empíricos aplicados na análise dos dados experimentais deste trabalho. No caso do sistema híbrido S/F, os resultados principais demonstram (i) que o sistema S/F tem um comportamento de estágio intermediário entre a transição 2D-3D; (II) a influência do efeito de proximidade do material ferromagnético nas propriedades supercondutoras do Nb, causando a diminuição e "oscilação" nos valores da temperatura crítica TC. Modelos empíricos, reportados na literatura, possibilitaram estabelecer parâmetros de controle da ação dos agentes externos sobre a dinâmica da orientação magnética das multicamadas magnéticas e da nucleação da supercondutividade nos filmes de Nb, estabelecendo, por exemplo, intensidades e regiões (faixa de temperatura e campo) de aplicabilidade tecnológica das heteroestruturas Si/Nb/Pd/[Co/Pd] aqui estudadas. Os filmes, objetos deste estudo, foram preparados mais do que uma vez e seus resultados são razoavelmente reprodutíveis, indicando que as propriedades discutidas aqui são do sistema e não de amostras particulares.