Orientador: Cláudio Luiz Carvalho / Banca: Rafael Zadorosny / Banca: Carlos Yujiro Shigue / Resumo: Com a descoberta dos supercondutores de alta temperatura crítica na década de 80, as propriedades elétricas desses materiais passaram a ser intensamente estudadas, principalmente por meio do processo de dopagem. Desta forma, este trabalho teve por objetivo estudar os efeitos da dopagem nas propriedades elétricas do sistema supercondutor BSCCO com fórmula estequiométrica Bi1,6Pb0,4Sr2-xRExCa2Cu3O10+δ, por meio da substituição do elemento terra rara (RE), lantânio (La), em sítios de Sr, onde 0≤x≤2,0, em intervalos de 0,5. As soluções precursoras foram preparadas baseadas no método de Pechini, obtendo-se uma resina polimérica submetida a tratamento térmico de 200oC/10h, resultando em um material na forma de pó, o qual foi levado novamente a tratamento térmico entre 400oC a 810oC. Com o pó, foram preparadas pastilhas, submetendo-as a um novo tratamento térmico de 810oC/+31h. Para se conhecer as principais características das amostras, foram feitas a caracterização estrutural por meio da técnica de Difratometria de Raios X (DRX) para todos os tratamentos térmicos realizados; a caracterização elétrica, pelo método de quatro pontas dc; para a caracterização morfológica e química, a técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV), juntamente com a técnica de Espectroscopia por Energia Dispersiva de Raios X (EDX); e medidas magnéticas ac e dc para a caracterização magnética das amostras. Os resultados apontaram uma degradação das propriedades de supercondução, além de mudanças estruturais, morfológicas e magnéticas com o aumento da concentração de dopante / Abstract: With the discovery of high critical temperature superconductors in the 80, the electrical properties of these materials became intensively studied, mainly through the doping process. Thus, the objective of this work was the study of the effects of doping on the electrical properties of BSCCO superconducting system with stoichiometric formula Bi1,6Pb0,4Sr2-xRExCa2Cu3O10+δ, by the substitution of rare earth element (RE), lanthanum (La) in the sites of Sr, where 0 ≤ x ≤ 2.0, in interval of 0.5. The precursor solutions were prepared based by Pechini method, obtaining a polymer resin subjected to heat treatment at 200° 10h, which results in a material in C/ a powder. In sequence, futher heat treatments between 400oC to 810oC were made. With the powder were prepared bulks by subjecting them to a new heat treatment at 810° C/+31h. To know the main characteristics of the samples, structural characterization were made by the technique of X-Ray Diffraction (XRD) for all heat treated samples; the electrical characterization was made by the dc four probe method; for the morphological and chemical characterization by the technique of Scanning Electron Microscopy (SEM), together with the technique of Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDX); and ac and dc magnetic measurements to magnetic characterization of the sample. The results shown a degradation of superconducting properties, as a consequence of structural, morphology and magnetic changes with the dopant concentration increase / Mestre

O objetivo da presente dissertação é, primeiramente, desenvolver uma teoria de campo médio para vórtices em um filme supercondutor do tipo II submetidos a um potencial de confinamento harmônico. Desse modo se obtém o perfil de densidade do sistema. Os resultados teóricos são comparados com simulações de Dinâmica Molecular. Se verifica que no regime de acoplamento fraco - altas temperaturas - a teoria descreve perfeitamente a distribuição de partículas do sistema. No regime de acoplamento forte - baixas temperaturas - a teoria falha progressivamente, pois as correlações entre as partículas começam a ter importância na descrição do sistema. No entanto, isso não acarreta em uma falha da mecânica estatística de Boltzmann-Gibbs, ao contrário do que recentes trabalhos sugerem. Em regimes de acoplamento forte são feitas simulações de Monte Carlo baseadas na distribuição de energias de Boltzmann e no algoritmo de Metropolis e simulações de Dinâmica Molecular. Ambas resultam nos mesmos perfis de densidade. Estes resultados claramente demonstram que os sistemas de vórtices confinados são perfeitamente descritos pela estatística de Boltzmann-Gibbs. Também se desenvolve uma teoria para partículas que interagem pelo potencial de Yukawa e submetidas a um potencial de confinamento harmônico. Essa teoria ´e fortemente embebida nos paradigmas da Teoria dos Líquidos, onde são utilizadas a Aproximação de Densidade Local e a equação de Hypernetted chain. Todos resultados são novamente comparados com simulações numéricas. Tal teoria permite calcular acuradamente os perfis de densidade para os regimes de acoplamento forte, onde a teoria de campo médio falha. Esta teoria não usa nenhum parâmetro de ajuste. / We develop a theory to describe the density distribution of vortices in a superconducting film of type II, confined by an external trap potential. The theory allows us to calculate the vortex density profiles. The theoretical results are compared with Molecular Dynamics simulations. In the weak coupling limit - high temperatures - the theory predicts a correct particle distribution. In the strong coupling limit - low temperatures - the theory progressively starts to fail - correlations between the particles begin to play an important role. Nevertheless, contrary to recent suggestions, this does not imply a failure of the Blotzmann-Gibbs statistical mechanics. To show this, we perform Monte Carlo simulations based on the Boltzmann energy distribution and the Metropolis algorithm and compare them with the Molecular Dynamics simulations. Both show identical density profiles. This clearly demonstrates that the system of confined vortices is perfectly well described by the usual Boltzmann-Gibbs statistical mechanics. We next develop a theory for particles interacting through the Yukawa potential inside an external trap. The theory is based on statistical mechanics of liquids and uses a Local Density Approximation and the Hypernetted chain equation. The results are again compared with the numerical simulations. This theory enables us to accurately calculate the density profiles of Yukawa particles in a trap, even in a strong coupling limit, when the mean field theory fails, without any adjustable parameters.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-03-11Bitstream added on 2014-06-13T18:28:58Z : No. of bitstreams: 1 rodrigues_vd_me_ilha.pdf: 878464 bytes, checksum: d4777ee537da76b7fbdd91cfdcae18f6 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Com a descoberta dos supercondutores de alta temperatura crítica na década de 80, as propriedades elétricas desses materiais passaram a ser intensamente estudadas, principalmente por meio do processo de dopagem. Desta forma, este trabalho teve por objetivo estudar os efeitos da dopagem nas propriedades elétricas do sistema supercondutor BSCCO com fórmula estequiométrica Bi1,6Pb0,4Sr2-xRExCa2Cu3O10+δ, por meio da substituição do elemento terra rara (RE), lantânio (La), em sítios de Sr, onde 0≤x≤2,0, em intervalos de 0,5. As soluções precursoras foram preparadas baseadas no método de Pechini, obtendo-se uma resina polimérica submetida a tratamento térmico de 200oC/10h, resultando em um material na forma de pó, o qual foi levado novamente a tratamento térmico entre 400oC a 810oC. Com o pó, foram preparadas pastilhas, submetendo-as a um novo tratamento térmico de 810oC/+31h. Para se conhecer as principais características das amostras, foram feitas a caracterização estrutural por meio da técnica de Difratometria de Raios X (DRX) para todos os tratamentos térmicos realizados; a caracterização elétrica, pelo método de quatro pontas dc; para a caracterização morfológica e química, a técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV), juntamente com a técnica de Espectroscopia por Energia Dispersiva de Raios X (EDX); e medidas magnéticas ac e dc para a caracterização magnética das amostras. Os resultados apontaram uma degradação das propriedades de supercondução, além de mudanças estruturais, morfológicas e magnéticas com o aumento da concentração de dopante / With the discovery of high critical temperature superconductors in the 80, the electrical properties of these materials became intensively studied, mainly through the doping process. Thus, the objective of this work was the study of the effects of doping on the electrical properties of BSCCO superconducting system with stoichiometric formula Bi1,6Pb0,4Sr2-xRExCa2Cu3O10+δ, by the substitution of rare earth element (RE), lanthanum (La) in the sites of Sr, where 0 ≤ x ≤ 2.0, in interval of 0.5. The precursor solutions were prepared based by Pechini method, obtaining a polymer resin subjected to heat treatment at 200° 10h, which results in a material in C/ a powder. In sequence, futher heat treatments between 400oC to 810oC were made. With the powder were prepared bulks by subjecting them to a new heat treatment at 810° C/+31h. To know the main characteristics of the samples, structural characterization were made by the technique of X-Ray Diffraction (XRD) for all heat treated samples; the electrical characterization was made by the dc four probe method; for the morphological and chemical characterization by the technique of Scanning Electron Microscopy (SEM), together with the technique of Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDX); and ac and dc magnetic measurements to magnetic characterization of the sample. The results shown a degradation of superconducting properties, as a consequence of structural, morphology and magnetic changes with the dopant concentration increase

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2679.pdf: 25013011 bytes, checksum: c8fa361775e24d238927a782402fff59 (MD5) Previous issue date: 2009-10-16 / Universidade Federal de Sao Carlos / In this thesis we studied the quantum effects in networks of Josephson junctions under the induction of vortices and as a consequence of the size of the sample itself. For this, it also was carried out all the instrumentation required to achieve that goal. The superconducting devices known as Josephson junctions offer the opportunity to study a wide variety of concepts of basic physics, especially when they are in the form of twodimensional arrays called networks. In particular, these structures allow us to study quantum phenomena such as tunneling Josephson dc / ac, proximity effect, Coulomb blockade, quantum fluctuations and others like phase transition of Berezinsky-Kosterlitz-Thouless (BKT), all present in these devices. In particular, in this thesis we study two-dimensional networks of Josephson junctions of types SNS (superconductor-normal-superconductor) and SIS (superconductor-insulatorsuperconductor) with composition Nb -CuxAlyOz-Nb. The study of these samples was performed by obtaining the characteristic curves V × I with and without applied magnetic field. The analysis of these curves was performed by the law of power scale: ��������������for the SNS network, and ������������������/�������� for the SIS networks. The fact th��at ��t��w��o types of formulas adjustment is due to the asymptotic behavior present in these samples. Moreover, the temperature of the BKT transition was determined for ��������������������3. The analysis of the experimental obtained results clearly shows the dependence of quantum effects on the size of the samples studied. / Neste trabalho de Tese foram estudados os efeitos quânticos em redes de junções Josephson decorrentes da indução de vórtices e como conseqüência do tamanho da própria amostra. Para isso, também fora desenvolvida toda a instrumentação associada necessária para alcançar esse objetivo. Os dispositivos supercondutores conhecidos como junções Josephson oferecem a oportunidade de estudar uma ampla variedade de conceitos de física básica, principalmente quando eles se encontram na forma de arranjos bidimensionais denominados de redes. Em particular, estas estruturas permitem estudar fenômenos quânticos tais como tunelamento Josephson dc/ac, efeito de proximidade, bloqueio de Coulomb, flutuações quânticas e outras como a transição de fase de Berezinsky-Kosterlitz-Thouless (BKT), todos eles presentes nestes dispositivos. Em particular, nesta Tese estudamos redes de junções Josephson bidimensionais dos tipos SNS (supercondutor-normal-supercondutor) e SIS (supercondutor-isolante-supercondutor) com composição Nb-CuxAlyOz-Nb. O estudo dessas amostras foi realizado através da obtenção das curvas características V×I com e sem campo magnético aplicado. A análise dessas curvas foi realizada mediante a lei de escalas de potencias: ������������������������ para as redes SNS, e ������������������/�������� para as redes SIS. O fato de ter dois tipos de fórmulas de ajuste é devido ao comportamento assintótico presente nessas amostras. Além disso, a temperatura de transição de BKT foi determinada para ��������������������3. A análise dos resultados experimentais obtidos mostra claramente a dependência desses efeitos quânticos com o tamanho das amostras estudadas.

O objetivo da presente dissertação é, primeiramente, desenvolver uma teoria de campo médio para vórtices em um filme supercondutor do tipo II submetidos a um potencial de confinamento harmônico. Desse modo se obtém o perfil de densidade do sistema. Os resultados teóricos são comparados com simulações de Dinâmica Molecular. Se verifica que no regime de acoplamento fraco - altas temperaturas - a teoria descreve perfeitamente a distribuição de partículas do sistema. No regime de acoplamento forte - baixas temperaturas - a teoria falha progressivamente, pois as correlações entre as partículas começam a ter importância na descrição do sistema. No entanto, isso não acarreta em uma falha da mecânica estatística de Boltzmann-Gibbs, ao contrário do que recentes trabalhos sugerem. Em regimes de acoplamento forte são feitas simulações de Monte Carlo baseadas na distribuição de energias de Boltzmann e no algoritmo de Metropolis e simulações de Dinâmica Molecular. Ambas resultam nos mesmos perfis de densidade. Estes resultados claramente demonstram que os sistemas de vórtices confinados são perfeitamente descritos pela estatística de Boltzmann-Gibbs. Também se desenvolve uma teoria para partículas que interagem pelo potencial de Yukawa e submetidas a um potencial de confinamento harmônico. Essa teoria ´e fortemente embebida nos paradigmas da Teoria dos Líquidos, onde são utilizadas a Aproximação de Densidade Local e a equação de Hypernetted chain. Todos resultados são novamente comparados com simulações numéricas. Tal teoria permite calcular acuradamente os perfis de densidade para os regimes de acoplamento forte, onde a teoria de campo médio falha. Esta teoria não usa nenhum parâmetro de ajuste. / We develop a theory to describe the density distribution of vortices in a superconducting film of type II, confined by an external trap potential. The theory allows us to calculate the vortex density profiles. The theoretical results are compared with Molecular Dynamics simulations. In the weak coupling limit - high temperatures - the theory predicts a correct particle distribution. In the strong coupling limit - low temperatures - the theory progressively starts to fail - correlations between the particles begin to play an important role. Nevertheless, contrary to recent suggestions, this does not imply a failure of the Blotzmann-Gibbs statistical mechanics. To show this, we perform Monte Carlo simulations based on the Boltzmann energy distribution and the Metropolis algorithm and compare them with the Molecular Dynamics simulations. Both show identical density profiles. This clearly demonstrates that the system of confined vortices is perfectly well described by the usual Boltzmann-Gibbs statistical mechanics. We next develop a theory for particles interacting through the Yukawa potential inside an external trap. The theory is based on statistical mechanics of liquids and uses a Local Density Approximation and the Hypernetted chain equation. The results are again compared with the numerical simulations. This theory enables us to accurately calculate the density profiles of Yukawa particles in a trap, even in a strong coupling limit, when the mean field theory fails, without any adjustable parameters.

A superfície (001) dos compostos III-V têm grande importância para as modernas tecnologias de crescimento de materiais, assim o estudo da formação dessa superfície, de suas propriedades e dos processos de adsorção de moléculas que ocorrem sobre ela é essencial para o desenvolvimento da ciência de materiais. Sabe-se que o InP, a exemplo de outros compostos III-V, apresenta uma variedade de padrões de reconstrução para superfície (001) que dependem das condições iniciais que prevalecem durante o seu crescimento. Neste trabalho estudamos os padrões da superfície InP(001) originados em ambientes com concentração máxima de átomos de índio e de fósforo e os processos envolvidos com a adsorção da molécula H2S sobre estas superfícies. Usamos cálculos de primeiros princípios dentro do formalismo da Teoria do Funcional da Densidade (DFT) associados à pseudopotenciais de norma conservada com aproximação generalizada do gradiente para o termo da energia de troca e correlação (DFT-GGA) e correlação não linear de caroço (NLCC). Fizemos a adsorção da molécula de H2S sobre os padrões mais estáveis da superfície InP(001), considerando os casos com a molécula dissociada e não dissociada. No padrão reconstrução 2x2 com dois dímeros, superfície originada em ambientes ricos em átomos de fósforo, fizemos o cálculo das barreiras de energia entre as configurações energeticamente mais favoráveis e encontramos um mecanismo de adsorção para a molécula de H2S dissociada Na superfície com padrão de reconstrução 2x4, crescida em ambientes ricos em átomos de índio, com formação de um dímero misto, verificamos que a molécula não dissociada adsorve sobre os sítios formados por átomos de fósforo e que adsorve sobre os sítios formados por átomos de índio. O átomo de enxofre da molécula dissociada adsorve sobre os sítios formados por átomos de fósforo e de índio e as moléculas de hidrogênio permanecem desorvidas, porém as estruturas são desfavoráveis energeticamente. / The (001) surface of the III-V compounds have great importance for modern technologies of materials growth thus the study of these surfaces formation, its properties and the absorption process of the molecules are essential for the development of materials science. It is well known that the InP, as well others III-V compounds, present a variety of reconstruction patterns for (001) surface that depend on the initial growth conditions. In this work we studied the patterns of InP(001) surface considering an environment with high concentration ln and P atoms and the interaction of the H2S molecule with these surfaces. Using first-principles calculations within the Density Functional Theory (DFT) formalism, norm-conserving pseudopotentials with the generalized gradient approximation for the exchange and correlation energies (GGA) and non-linear core-correction (NLCC). We have studied the H2S molecule adsorption on different reconstruction of the InP(001) surface, considering the cases in which the H2S molecule was dissociated and non-dissociated. In the 2x2 pattern with two dimmers, the energy barriers were calculated between the more energetically favorable configurations and a possible mechanism of adsorption of dissociated H2S molecule is proposed. The non-dissociated molecule does not bind over phosphorus sites but over indium sites, for all considered reconstructions. The sulfur atom of dissociated molecule adsorbs over phosphorus and indium sites and the hydrogen molecules stands not joint, however the structure are energetically unfavorable.

O objetivo da presente dissertação é, primeiramente, desenvolver uma teoria de campo médio para vórtices em um filme supercondutor do tipo II submetidos a um potencial de confinamento harmônico. Desse modo se obtém o perfil de densidade do sistema. Os resultados teóricos são comparados com simulações de Dinâmica Molecular. Se verifica que no regime de acoplamento fraco - altas temperaturas - a teoria descreve perfeitamente a distribuição de partículas do sistema. No regime de acoplamento forte - baixas temperaturas - a teoria falha progressivamente, pois as correlações entre as partículas começam a ter importância na descrição do sistema. No entanto, isso não acarreta em uma falha da mecânica estatística de Boltzmann-Gibbs, ao contrário do que recentes trabalhos sugerem. Em regimes de acoplamento forte são feitas simulações de Monte Carlo baseadas na distribuição de energias de Boltzmann e no algoritmo de Metropolis e simulações de Dinâmica Molecular. Ambas resultam nos mesmos perfis de densidade. Estes resultados claramente demonstram que os sistemas de vórtices confinados são perfeitamente descritos pela estatística de Boltzmann-Gibbs. Também se desenvolve uma teoria para partículas que interagem pelo potencial de Yukawa e submetidas a um potencial de confinamento harmônico. Essa teoria ´e fortemente embebida nos paradigmas da Teoria dos Líquidos, onde são utilizadas a Aproximação de Densidade Local e a equação de Hypernetted chain. Todos resultados são novamente comparados com simulações numéricas. Tal teoria permite calcular acuradamente os perfis de densidade para os regimes de acoplamento forte, onde a teoria de campo médio falha. Esta teoria não usa nenhum parâmetro de ajuste. / We develop a theory to describe the density distribution of vortices in a superconducting film of type II, confined by an external trap potential. The theory allows us to calculate the vortex density profiles. The theoretical results are compared with Molecular Dynamics simulations. In the weak coupling limit - high temperatures - the theory predicts a correct particle distribution. In the strong coupling limit - low temperatures - the theory progressively starts to fail - correlations between the particles begin to play an important role. Nevertheless, contrary to recent suggestions, this does not imply a failure of the Blotzmann-Gibbs statistical mechanics. To show this, we perform Monte Carlo simulations based on the Boltzmann energy distribution and the Metropolis algorithm and compare them with the Molecular Dynamics simulations. Both show identical density profiles. This clearly demonstrates that the system of confined vortices is perfectly well described by the usual Boltzmann-Gibbs statistical mechanics. We next develop a theory for particles interacting through the Yukawa potential inside an external trap. The theory is based on statistical mechanics of liquids and uses a Local Density Approximation and the Hypernetted chain equation. The results are again compared with the numerical simulations. This theory enables us to accurately calculate the density profiles of Yukawa particles in a trap, even in a strong coupling limit, when the mean field theory fails, without any adjustable parameters.

Orientador: Carlos Alberto dos Reis Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-20T21:29:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 OtaloraBuitrago_DianaPatricia_M.pdf: 4654440 bytes, checksum: 441fc975cdf8f7e9af7978587263e135 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Este trabalho descreve os procedimentos experimentais e as justificativas que levaram à determinação de uma relação entre a densidade de tensão de ruído em altas frequências e a temperatura da junção de um LED branco de alta eficiência. As medições da densidade de tensão de ruído foram realizadas polarizando o LED com correntes na faixa de 1'mi'A até 326mA e temperaturas de junção desde 24ºC até 120ºC. A realização deste trabalho, que é de cunho exploratório, foi motivada pela busca de mecanismos que permitam a avaliação contínua da temperatura da junção de um LED em operação, tendo em vista sua grande influência na durabilidade do LED. A crescente expansão do uso do LED em lugar das lâmpadas incandescentes e fluorescentes está mudando a indústria da iluminação, trazendo com isto novos desafios. Um destes desafios está na melhoria dos circuitos de acionamento (drivers e fontes de alimentação), que hoje respondem por 59% das falhas nos LEDs. Pesa na confiabilidade destes circuitos a falta do controle da temperatura de junção. Os resultados deste trabalho, apesar de restritos à caracterização de apenas duas amostras de um LED branco de alta eficiência, mostraram nitidamente a presença de um ruído de excesso cuja amplitude tem forte correlação com a temperatura da junção. Foi constatado, nas duas amostras caracterizadas, que a densidade de tensão de ruído medida é equivalente ao que produz um resistor de aproximadamente 13K'ômega' / Abstract: This paper describes the experimental procedures and the reasons that led to determining a relationship between the high-frequencies noise voltage density and the junction temperature of a highefficiency white LED. the measurements of noise voltage density were performed biasing the LED with currents in the range of 1'mi'A up to 326mA and temperatures junction from 24ºC to 120ºC. This work, which is exploratory, was motivated by the search for mechanisms that allow to continually assess the junction temperature of an LED in operation, given its great influence on the lifetime of the LED. The growing expansion of the use of LEDs instead of incandescent and fluorescent bulbs is changing the lighting industry, bringing with it new challenges. One of these challenges is the improvement of the power supplies and driver circuits, which now account for 59% of failures in LEDs. The lack of control of the LED junction temperature in these circuits is one of the issues that respond to their reduces reliability. The outcome of the herein presented work, although only restricted to the characterization of two samples of a high-efficiency white LED, clearly showed the presence of an excess noise whose amplitude has strong correlation with the junction temperature. It was found from the two tested samples, that the measure noise voltage density is equivalent to what is produced by a resistor of approximately 13K'omega' / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica

Limitadores de corrente supercondutores resistivos (LCSR) são dispositivos com características elétricas próximas ao ideal quando ocorre a transição do estado supercondutor para o estado normal, limitando a corrente de falta através da inserção rápida de uma resistência na rede. A viabilidade técnica e econômica destes limitadores aumentou após o desenvolvimento dos supercondutores de alta temperatura crítica HTS. A primeira geração de fitas HTS (BSCCO) consiste em multifilamentos de material supercondutor embutidos em uma matriz de prata. A densidade de corrente crítica típica é de aproximadamente 140 A/mm2. Contudo, a resistência alcançada pelo LCSR quando atinge o estado normal não é suficiente para limitar a corrente de falta, sendo necessários longos comprimentos de fitas (~5 km) para que a corrente seja limitada. O recente desenvolvimento de fitas supercondutoras de YBCO com filmes finos texturizados e com substrato de alta resistividade superou o desempenho das fitas de BSCCO para esta aplicação. Com uma densidade de corrente crítica de 136 A/mm2, as fitas de YBCO são bem conhecidas pelo seu alto valor de índice n (aproximadamente 30), rápida resposta de transição após falta e alta resistência elétrica no estado normal. Neste trabalho foram analisados o comportamento elétrico e magnético das fitas de BSCCO e YBCO (em amostras curtas de 0,2 m) utilizando diferentes técnicas de caracterização das propriedades das fitas HTS. A partir destes resultados, medidas com pulsos de corrente DC e AC com intensidades de 3 a 7 vezes a corrente crítica do sistema (I=720 A a 1700 A) com duração de 1 a 5 ciclos da rede em 60 Hz (16 a 80 ms) foram realizados de forma a obter as características do tempo de recuperação em um elemento contendo 4 fitas em paralelo (0,4 m). Os resultados permitiram o projeto, construção e medidas em corrente AC de um protótipo LCSR (Ipico = 2 kA) contendo 16 elementos sob condições normais de operação da rede (220 V - 60 Hz). / Resistive Superconducting fault current limiter (SFCL) are devices with electrical behavior near the ideal when it changes its state from the superconducting to the normal state, limiting the fault current by the insertion of a fast transition resistance in the grid. The technical and economical feasibility of these limiters arose after the development of the high critical temperature superconductors HTS. First generation HTS tapes (BSCCO) consist of multifilamentary composite tapes embedded in a silver matrix. The typical critical current density is approximately 14 kA/cm2. However, the resistance reached by the SFCL when normal state occurs is not high enough to limit the fault current, making necessary long lengths of tapes (~5 km) for limiting purposes. The recently development of coated conductors composites with high resistivity metal substrate have succeeded the BSCCO tapes which are based on YBCO textured film. Upon carrying a critical current density of 13.6 kA/cm2, YBCO tapes are well known for their high n-index value (approximately 30), fast transition response after fault, and high electrical resistance in the normal state. In this work, we will present the electrical and magnetic performance of BSCCO and YBCO tapes (short samples of 0.2 m) using several techniques to characterize the properties of the HTS tapes. It was also performed analysis with DC and AC currents peaks with strength of 3 to 7 times the critical current (I=720 A to 1700 A) lasting 1 to 5 cycles (16 to 80 ms) in order to verify the recovery characteristics in an element with 4 tapes in a parallel connection. And with those characteristics we designed and constructed and measured in AC current a SFCL prototype (Ipeak = 2 kA) consisting in 16 elements to use in the grid (220 V - 60 Hz) under operational conditions.

The phase diagram of complex oxides is very diverse due to the strong interaction between electrons in the electronic structure. It is possible to probe those interactions by changing electrostatically the carrier density, the main concept behind the Field-Effect Transistors (FET) which is the building blocks of nanoelectronics devices. In the case of high-TC superconductor copper oxides, it is possible to use this concept to switch between superconducting and insulator phases, for example using an adjacent liquid electrolyte layer to inject charges in a superconducting film. With that in mind, the objective of this work was to establish protocols to grow superconductor and ferroelectric films for future fabrication of superconducting FET devices. We optimized the deposition conditions for the growth of a single layer of superconductor YBa2Cu3O7–x and the ferroelectric barium titanate on SrTiO3 substrates by pulsed laser deposition (PLD). Several techniques were employed to study the properties of the thin films, such as X-ray diffraction, atomic force microscope, X-ray photoelectron spectroscopy, resistance vs temperature and ferroelectric hysteresis. Regarding the superconductors thin films, we observed several relations between the superconducting features and the growth parameters. For instance, lower growth temperatures contribute to the nucleation of a-axis oriented grains meanwhile higher growth temperature tends to be c-axis oriented. Regarding the frequency of the laser (proportional to the growth rate), it seems that lower frequency is related to higher surface roughness and the presence of non-superconducting contributions. As it increases, the roughness decrease and the sample presents a sharper superconducting transition. Finally, we also did the first steps towards the field effect device by growing a heterostructure thin film consisting of a superconductor and ferroelectric material. The sample grew c-axis oriented on strontium titanate substrate, though with a high value of surface roughness. / O diagrama de fase dos óxidos complexos é muito diverso devido à forte interação entre os elétrons na estrutura eletrônica. É possível sondar essas interações alterando eletrostaticamente a densidade da portadores, o principal conceito por trás dos transistores de efeito de campo (FET), que é o elemento fundamental dos dispositivos nanoeletrônicos. No caso de supercondutores de alta temperatura a base de óxidos de cobre, é possível usar este conceito para alternar entre fases supercondutoras e isolantes, por exemplo utilizando uma camada adjacente de eletrólito líquido para injetar cargas no filme supercondutor. Com isso em mente, o objetivo desse trabalho foi estabelecer protocolos para crescer filmes supercondutores e ferroelétricos para fabricações futuras de dipositivos FET supercodutores. Nós optimizamos as condições de deposição para o crescimento de uma única camada do supercondutor YBa2Cu3O7–x e do ferroeléctrico titanato de bário em substratos SrTiO3 por deposição de laser pulsado (PLD). Diversas técnicas foram empregadas para estudar as propriedades dos filmes finos, como difração de raios-X, microscopia de força atômica, espectroscopia de fotoelétrons de raios-X, resistência vs temperatura e histerese ferroelétrica. Em relação aos filmes finos supercondutores, observamos várias relações das propriedades supercondutoras com os parâmetros de crescimento. Por exemplo, temperaturas de crescimento mais baixas contribuem para a nucleação de grãos orientados no eixo a, enquanto a temperatura de crescimento mais alta tende a ser orientada para o eixo c. Em relação à frequência do laser (proporcional à taxa de crescimento), há um indício que valores menores de frequência está relacionada à maior rugosidade superficial e à presença de contribuições não supercondutoras. À medida que aumenta a frequência, a rugosidade diminui e a amostra apresenta uma transição supercondutora mais nítida. Por fim, também fizemos os primeiros passos em direção ao dispositivo de efeito de campo, desenvolvendo um filme fino de heteroestrutura com um material supercondutor e ferroelétrico. A amostra cresceu orientada no eixo c em substrato de titanato de estrôncio com alto valor de rugosidade superficial.