Orientador: Jose Antonio Sanjurjo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-26T22:59:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martinho_HerculanodaSilva_M.pdf: 864116 bytes, checksum: a06cec1289cc0839e3a5011bf62981f5 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Nesta dissertação, abordaremos dois sistemas bastante atuais no contexto da fí sica do estado sólido, que são os borocarbetos quaternários supercondutores RNi2B2C (R=Lu, Tm, Er), juntamente com o férmion pesado desta família YbNi2B2C e o composto de referência Gd2CuO4 da família 214 dos supercondutores de alta temperatura crítica R2-xMxCuO4 ( R=Pr, Nd, Sm, Eu e M= Ce ou Th). Para os borocarbetos, analisamos o comportamento dos fônons B1g e A1g com a temperatura e observamos que estes modos não apresentam qualquer efeito de renormalização próximo a temperatura de transição supercondutora e em nenhuma outra temperatura. Já o espalhamento Raman por excitações eletrônicas no composto ErNi2B2C, permitiu estudar excitações de campo cristalino envolvendo transições no multipleto do estado fundamental da terra-rara Er3+ . Com os valores obtidos para as energias das transições, pudemos ajustar os dados de calor especí fico e obter as energias dos outros estados não observados por Raman. Para o composto Gd2CuO4 , pudemos observar interessante relação entre aparecimento de picos Raman anômalos e ordenamento ferromagnético fraco ("weak ferromagnetism") acima da temperatura de Nèel, que é um fato bastante raro. Baseado nos experimentos de espalhamento Raman, magnetização e ainda resultados de difração de nêutrons publicados na literatura, foi possí vel esclarecer a natureza e a origem destes modos, bem como relaciona-los ao ferromagnetismo fraco. A importância deste estudo está no fato de que vários trabalhos descritos na literatura, indicam que a existência destes efeitos está relacionada à supressão da supercondutividade para os compostos da familia para R acima do Eu na série das terras raras / Abstract: In this dissertation, we study two very prominent systems in the solid state physics: the borocarbide quaternary intermetalic superconductors RNi2B2C (R=Lu, Tm, Er), jointly with the heavy fermion YbNi2B2C, and the 214 high Tc superconductor family R2-xMx CuO4 (R=Pr, Nd, Sm, Eu and M= Ce or Th) reference compound Gd2CuO4 . For the borocarbides we analyze the temperature behavior of the B1g and A1g phonons and we observe that these modes do not exhibit any renormalization effect on the onset of the superconductivity. On the other side, the electronic Raman scattering in the ErNi2B2C, allow us to study the electronic transitions between the ground state and two other energy levels of the multiplet of the fundamental level of the Er 3+ ions, at 46 and 145 cm-1 . Using these energies values we fit the specific heat data and obtain the others energies of the multiplet. For the Gd2 CuO4 compound, we observe the appearance of two forbidden Raman modes (fRm) and weak ferromagnetism, which survive well above TN, a very rare fact. Raman scattering, magnetic and recent diffraction neutron data enable us to clarify the origin of the fRm and WF. These results are important because several articles in the literature relate the WF and fRm appearance to the superconductivity suppression in the 214 family for R above Eu in the rare-earths series / Mestrado / Física / Mestre em Física

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Este trabalho se divide em duas partes. Na primeira, analisamos a evoluÃÃo temporal de pacotes de onda em sistemas de baixa dimensionalidade. Para isso, resolvemos a equaÃÃo de SchrÃdinger dependente do tempo a partir do mÃtodo split-operator, que à de fÃcil implementaÃÃo computacional e permite ser expandido para sistemas com mais dimensÃes. Calculamos os autoestados e a evoluÃÃo temporal de pacotes de onda em fios T e em anÃis quÃnticos com canais de injeÃÃo. Na presenÃa de um campo magnÃtico externo, verificamos as oscilaÃÃes Aharonov-Bohm nos coeficientes de transmissÃo e reflexÃo do anel. Analisando-se as projeÃÃes das funÃÃes de onda transmitidas sobre as subbandas do poÃo quÃntico que descreve os canais, observa-se que a funÃÃo de onda sai do anel na mesma subbanda em que entrou, apesar de ela acessar as outras subbandas dentro da regiÃo do anel. A presenÃa de um campo magnÃtico induz uma fase sobre estas projeÃÃes, podendo ser usado para ajustar a subbanda de saÃda da funÃÃo de onda. Um efeito parecido tambÃm pode ser obtido considerando-se uma assimetria no potencial do anel. Desenvolvemos tambÃm uma variaÃÃo do mÃtodo para tratar de Hamiltonianos com efeitos Zeeman e spin-Ãrbita. Verificamos que os resultados obtidos pelo mÃtodo que desenvolvemos estÃo de acordo com os resultados analÃticos para o efeito Zeeman em pontos quÃnticos semicondutores. Adaptamos tambÃm o mÃtodo split-operator para estudar sistemas baseados em grafeno, nos modelos tight-binding e contÃnuo (de Dirac). Primeiramente, fazemos uma breve anÃlise dos autoestados em anÃis quÃnticos, comparando os resultados obtidos por cada modelo. Depois disso, verificamos com o nosso mÃtodo a existÃncia de um movimento trÃmulo das funÃÃes de onda em grafenos (zitterbewegung). Observamos que na presenÃa de um campo magnÃtico, o zitterbewegung torna-se permanente. AlÃm disso, mostramos que a presenÃa de um gap de energia devido a um substrato pode intensificar as oscilaÃÃes. Em ambos os casos a detecÃÃo experimental deste efeito seria facilitada. Demonstramos tambÃm que o efeito de uma deformaÃÃo causada por uma tensÃo externa na rede do grafeno sobre o elÃtron equivale a um campo pseudo-magnÃtico, capaz de reproduzir todas as caracterÃsticas correspondentes a um campo externo, como os nÃveis de Landau e o zitterbewegung persistente. AlÃm disso, mostramos como utilizar os efeitos de tensÃo como um filtro de vales em grafeno. Na presenÃa de barreiras de potencial, estudamos dois efeitos bastante interessantes em monocamadas de grafeno: o paradoxo de Klein e a lei de Snell para o tunelamento de elÃtrons. Na segunda parte desta tese, calculamos o potencial de interaÃÃo entre vÃrtices em supercondutores volumÃtricos dentro da teoria de Ginzburg-Landau (GL), o que à de extrema importÃncia para futuros estudos de dinÃmica de vÃrtices. Para isso, desenvolvemos um conjunto de equaÃÃes diferenciais acopladas para o potencial vetor e para o parÃmetro de ordem, tendo como vÃnculo um nÃmero fixo de vÃrtices posicionados em pontos à nossa escolha, onde a combinaÃÃo entre os vÃrtices formando um vÃrtice gigante à naturalmente permitida. Obtemos os potenciais de interaÃÃo entre um vÃrtice e outro vÃrtice, um vÃrtice gigante e um antivÃrtice para ambos os casos tipo-I e tipo-II. Nossos resultados numÃricos estÃo em bom acordo com as expressÃes analÃticas para separaÃÃes maiores entre vÃrtices, as quais estÃo disponÃveis em vÃrios trabalhos anteriores na literatura. Propomos novas expressÃes (empÃricas) vÃlidas para qualquer distÃncia de interaÃÃo, as quais sÃo ajustadas aos nossos dados numÃricos para diversos valores do parÃmetro de GL. Em seguida, utilizando os mÃtodos numÃricos e analÃticos descritos em detalhes para supercondutores de uma banda, demonstramos e discutimos sobre a complexidade do comportamento resultante de dois condensados de pares de Cooper em supercondutores de duas bandas. As propriedades do sistema acoplado dependem das propriedades de cada banda de maneira nÃo-trivial, a ponto do seu comportamento poder ser nÃo sà diferente, como atà mesmo oposto ao dos condensados individuais. Com isso, discutimos a possibilidade de se ajustar este comportamento como funÃÃo dos parÃmetros microscÃpicos e da temperatura, o que à relevante para a compreensÃo das propriedades de materiais estudados recentemente (MgB2, pnictides), de supercondutores em nanoescala, como tambÃm dos futuros compostos artificiais.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:08:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo898_1.pdf: 5991362 bytes, checksum: 10e316be93f2da2db058568989862e23 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Nesta dissertação, apresentamos os desenvolvimentos teóricos associados à fenomenologia da supercondutividade e, em seguida, olhamos em maior detalhe os resultados advindos da teoria de Lawrence e Doniach para supercondutores de altas temperaturas em camadas, incluindo o cálculo de quantidades importantes para o desenvolvimento das simulações numéricas que descrevemos abaixo. Simulamos o processo de derretimento de um sistema de linhas de vórtice tridimensional com defeitos colunares via simulação Monte Carlo usando o modelo de Lawrence e Doniach, variando a densidade de vórtices em relação à densidade de defeitos na amostra. Utilizamos parâmetros do BSCCO num campo magnético perpendicular aos planos de CuO2 e paralelo aos defeitos. Verificamos um derretimento em duas etapas para certos valores da concentração de vórtices em relação aos defeitos. Investigamos mais atentamente a natureza dessas etapas do derretimento simulando o sistema de linhas de vórtice à medida em que diminuímos a temperatura e observamos a existência de histerese, caracterizando a transição de fase de primeira ordem e também os estados metaestáveis do sistema. Testamos também os efeitos da interação magnética entre vórtices panqueca em camadas diferentes e verificamos que não existem divergências significativas entre os resultados obtidos com e sem presença da interação magnética

Orientador: Daltro Garcia Pinatti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-14T03:48:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RodriguesJunior_Durval_M.pdf: 5237180 bytes, checksum: 304818bd6c07f109739ccd6fcc6a95e0 (MD5) Previous issue date: 1989 / Resumo: Um dos principais problemas tecnológicos na produção de fios supercondutores de Nb3Sn é a otimização dos tratamentos térmicos de formação do composto intermetálico A-15 No presente trabalho o fio supercondutor de Nb3Sn é produzido através do método da difusão sólido-líquido que aumenta em muito os valores de corrente crítica do supercondutor. Nesse método o nióbio, o cobre e a liga Sn7%pCu são mantidos no estado puro, dispensando tratamentos térmicos intermediários de recristalização durante o processo de fabricação do fio. Após o fio pronto, foi feito o trabalho de otimização dos tratamentos térmicos visando obter as melhores características supercondutoras no fio. Foram feitas medidas de temperatura critica, corrente crítica versus campo magnético aplicado, resistividade normal e à temperatura ambiente, microscopia eletrônica de varredura para determinação das camadas de Nb3Sn formadas e medidas de microscopia eletrônica de transmissão para determinação dos tamanhos de grãos no Nb3Sn formados em cada tratamento térmico. As amostras foram analisadas utilizando as Teorias de Aprisionamento Coletivo dos vórtices supercondutores e foi obtida boa concordância entre os dados experimentais e os teóricos. Foi determinado que o processo de produção e o pequeno tamanho de filamento utilizados fizeram com que a otimização do fio fosse obtida com sucesso / Abstract: One of the main technological problems concerning Nb3Sn superconducting wires production is the optimization of heat treatments for the formation of the intermetallic compound. At the present work, Nb3Sn superconducting wire is produced by solid-liquid diffusion method which increases considerably the critical current values of the superconductor. Through this method, niobium, copper and Sn7%wtCu alloy are kept in the pure state. Thus, the method dispenses with intermediate heat treatments of recrystallization during the manufacturing process of the wire. After the wire was ready, optimization work of heat treatments was accomplished aiming to obtain its best superconducting characteristics. Critical temperature measurements, critical current versus applied magnetic field, normal and at roam temperature resistivity were performed, as well as scanning electron microscopy for determination of Nb3Sn layers and transmission electron microscopy measurements for determining the grain sizes in Nb3Sn formed in each heat treatment. The samples were analyzed by employing the superconducting vortex collective pinning theories and a satisfactory agreement between the experimental and theoretical data was attained. The production process and the small size of the filaments used made a successful optimization of the wire possible / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Gaston E. Barberis / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-16T12:03:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Stein_RobertodeMello_M.pdf: 1137185 bytes, checksum: 5891ec17e6e98cbaf6a25c5f7b84b60a (MD5) Previous issue date: 1981 / Resumo: Esse trabalho tem por objetivo relacionar medidas de ressonância magnética eletrônica (EPR) e supercondutividade, utilizando - compostos AB2 com fases de Laves na presença de impurezas magnéticas de terras raras. Confirma-se o comportamento da temperatura de transição supercondutora que decresce com o aumento da concentração de impureza magnética e o fenômeno de destruição da supercondutividade via campo magnético estático penetrando no estado de vórtices. Pudemos ainda, usando o modelo proposto por Abriko - sove Gor'kov para ligas supercondutoras com impurezas magnéticas, estimar a razão entre os parâmetros de troca do Gd e Nd e compará-la com a razão obtida para as mesmas terras raras valendo-nos de medidas de EPR e da relação de Korringa para a largura de linha, levando-se em conta a interação de troca entre o spin da impureza e o spin dos elétrons de condução como foi proposta por Kondo no modelo para explicar a resistividade / Abstract: We present an experimental correlation between Electron Spin Resonance (ESR) data and critical temperatures (Tc) in superconductors with magnetic impurities. Our experiments, most of then done on - (Zr1-xGdx)Ir2 and (Zr1-xNdx)Ir2 diluted alloys (x £ 0.16) permit us to correlate the exchange parameters as obtained from the dependence of Tc with concentration and the value extracted from the thermal broadening of the ESR lines / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Gunther Zerweck / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-17T21:09:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lima_OscarFerreirade_M.pdf: 1736388 bytes, checksum: c2add3e0ff9b34264feddea558bfb3ec (MD5) Previous issue date: 1977 / Resumo: Medidas de curvas de magnetização e susceptibilidade diferencial em pequenos lupos de histerese ( Hc1 < H < Hc2 ) foram efetuadas, em amostras cilindricas de monocristal de Nb, para três estados diferentes de deformação plástica ( e = 0.0, 0.05, 0.12 ), em temperaturas entre 3.0 e 6.0 K. Gráficos da distribuição interna de campo são obtidos a partir das curvas de susceptibilidade diferencial. A influência da "história magnética" ( maneira de estabelecer o campo externo ) foi observada, produzindo variacões de até 4 vezes no valor da força de pinning volumétrica. Também confirmamos a influência da deformação plástica no aumento da força de pinning / Abstract: Not informed. / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Rafael Zadorosny / Resumo: Correntes de transporte interagem com os vórtices de Abrikosov nos supercondutores do tipo II via força de Lorentz (FL), o que pode resultar em seu movimento. Esse movimento ocorrerá se FL suprimir a força de pinning (FP) [4,6], que mantém os vórtices ancorados, tais como defeitos e orifícios artificiais nas amostras. Nos casos em que FL >> FP, os vórtices se movem livremente e experimentam apenas resistência viscosa devido à sua interação com o condensado supercondutor. Esse estado de movimento é conhecido como flux flow (FF). Assim, no presente trabalho, estudamos a dinâmica dos vórtices em uma fita supercondutora com tamanhos laterais de 10 ξ(0) x 70 ξ(0), com seis grãos espaçados por um supercondutor de menor Tc, i.e., um weak-link (WL). Além disso, em cada grão foram considerados quatro defeitos da mesma natureza que os WL’s, simulando defeitos intrínsecos. Para tal estudos, as equações generalizadas de Ginzburg-Landau dependentes do tempo (GTDGL) foram solucionadas numericamente. Assim, foram considerados três valores diferentes de campos magnéticos externos, i.e., Hap = 0,1 Hc2(0), 0,3 Hc2(0) e 0,5 Hc2(0), e densidade de correntes de transporte de intensidade que variou em passos de 0,005J0. Observou-se que a intensidade de Hap, influencia diretamente nos regimes de movimento, onde para Hap = 0,1 Hc2(0) foi verificado apenas o FF intergranular e uma dinâmica mais duradoura. Já para Hap = 0,3 Hc2(0) e 0,5 Hc2(0) foram observados dois regimes de movimento, o flux flow (F... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Transport currents interact with Abrikosov vortices in type II superconductors via Lorentz force (FL), which can result in their motion. Such movement will occur if FL suppresses the pinning force (FP) [4,6], which keeps vortices trapped, such as defects and artificial holes in the samples. In cases where FL >> FP, the vortices move freely and experience only a viscous resistance due to their interaction with the superconducting condensate. This state of motion is known as flux flow (FF). Thus, in the present work, we studied the vortex dynamics a superconducting tape with lateral sizes of 10 ξ(0) x 70 ξ(0), with six grains spaced by a smaller Tc superconductor, i.e., a weak-link (WL). In addition, in each grain, four defects of the same nature as the WL's were considered, simulating intrinsic defects. For such studies, the generalized time-dependent Ginzburg-Landau equations (GTDGL) were solved numerically. Thus, three different values for the external magnetic field were considered, i.e., Hap = 0.1 Hc2(0), 0.3 Hc2(0) and 0.5 Hc2(0), and density of transport currents of intensity that varied in steps of 0,005 J0. It was observed that the intensity of Hap directly influences the motion regimes, where for Hap = 0.1 Hc2 (0) it was verified only the intergranular FF and a longer dynamics. For Hap = 0.3 Hc2(0) and 0.5 Hc2(0), two motion regimes were observed, the inter and intragranular FF. However, there was a faster destruction of the superconductor (SC). It was also found that... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Nesta tese investigamos o estado normal (T > Tc) dos Yba2Cu3O6+x supercondutores de alto Tc. As técnicas da RMN e RQN foram empregadas para estudar as respostas estática e dinâmica do sistema de spins eletrônicos em função da temperatura, para diversas concentrações de oxigênio: x = 0.5 (cristal 1), 0.92 (cristal 2), 0.94 (cristal 3) e 1.0 (cristais 4 e 5). Focalizando diferentes sítios nucleares a RMN pode fornecer uma informação mais rica da susceptibilidade dinâmica, X (q.w), abrangendo diferentes regiões da Zona de Brillouin (ZB). Com os sítios do 17O(2,3) e do 89Y sensoreamos a região próxima ao centro do ZB, q == 0, enquanto que com o sitio do Cu(2) exploramos o extremo do ZB, (q == QAF). Foi realizado um estudo comparativo da RMN dos sítios do Cu(2), do O(2,3) e do Y sobre o cristal 1. Da comparação entre os deslocamentos hiperfinos magnéticos do Y e do O(2,3) extraímos as contribuições orbitais e as constantes de acoplamento hiperfino do Y. A razão entre as relaxações spin-rede do O(2,3) e do Y mostrou-se independente da temperatura, e próxima do esperado teoricamente a partir das constantes hiperfinas no cenário do hamiltoniano de Mila e Rice. Questões como a dependência da taxa de relaxação spin-rede (T1-1) com a intensidade do campo e a anisotropia da susceptibilidade estática de spin foram estudadas sobre o cristal 2. Acima de Tc, para o Cu(2), não foi encontrada nenhuma dependência de T1 com a intensidade do campo. Os resultados sobre o Y indicam uma anisotropia da susceptibilidade e do tensor de acoplamento hiperfino. Uma extensa comparação entre os resultados da RMN e da Difusão Inelástica de Nêutrons (DIN) foi realizada sobre as mesmas amostras (cristais 4 e 5), fato inédito ate então. Propõe-se um modelo gaussiano para X\"~q,o», compatível com as experiências de nêutrons, no qual o comprimento de correlação ~ foi fixado pelos resultados da DIN sobre o cristal 2. Analisando a relaxação spin-spin do Cu(2), 63(T2g)-1, em função deste modelo, extraímos a susceptibilidade estática X\'(q=QAF) em unidades absolutas e encontramos um fator de Stoner X\'(q=QAF) / X\'(q=O) ~ 10. Da análise conjunta de 63(T1T)-1 e 63 (T2g)-1 obtivemos a energia característica das flutuações AF, rAF::::3:0meV, em excelente acordo com a DIN. Estes mesmos resultados permitiram evidenciar, exclusivamente através do RMN, quando ocorre a abertura de um gap de spin. Neste trabalho mostramos que resultados da DIN são compatíveis com a RMN para o sitio do Cu(2), porem, sérias dificuldades são encontradas para explicar os resultados sobre os sítios do Y e, principalmente, do O(2,3). As alternativas para este problema são discutidas. Os resultados obtidos nesta tese levaram ao estabelecimento de um diagrama de fase, segundo a RMN, do estado normal dos Yba2Cu3O6+x supercondutores, cobrindo do regime sub-dopado ao regime sobre-dopado, passando pela composição de dopagem ótima. / The normal state(T > Tc) of the high Te superconducting Yba2Cu3O6+x was studied. The NMR and NQR techniques were employed in order to investigate the static and dynamic responses of the electronic spin system as function of temperature, for the following oxygen contents: x = 0.5 (crystal 1), 0.92 (crystal 2), 0.94 (crystal 3) e 1.0 (crystals 4 and 5). Focusing various nuclear sites the NMR could give a more rich information of the dynamical susceptibility, X(q,ffi), probing different regions of the Brillouin Zone (ZB). With 17O(2,3) and 89Y sites the BZ center, q:: 0, was studied, while with the Cu(2) site it was the BZ extreme, (q:: QAF) that was investigated. In crystal 1 we have compared the NMR of the Cu(2), O(2,3) and Y sites. From the comparison between the Y and O(2,3) magnetic hyperfine shift we have extracted the orbital contributions and the Y hyperfine coupling tensor. The ratio between the O(2,3) and Y nuclear spin lattice relaxation rate was found to be temperature independent, and its value was in fair agreement with what it was expected theoretically from the coupling constants within the picture of the Mila-Rice Hamiltonian. Problems such as the field intensity dependence of the spin-lattice -relaxation rate (T1-1) and the anisotropy of the static susceptibility where investigated in crystal 2. Above Tc, for the Cu(2) site, we have not found any field dependence of T1. Our results on the Y site indicate an anisotropy of both the static susceptibility and the Y coupling tensor. An extensive comparison between the NMR and the Inelastic Neutron Diffusion (IND) results was done in the very same samples, crystals 2 and 4. In accordance to neutron data a Gaussian model for X\"AF( q,ro) is proposed, in which the coherence length ~ was fixed by the IND results in crystal 2. Analyzing the Cu(2) nuclear spin-spin relaxation rate, 63(T2g)-1, as function of this model, we have extracted the staggered susceptibility X\'(q=QAF) in absolute units, finding a Stoner factor X \'( q=QAF) / X\'( q=O) ~ 10. From the analysis of 63(T1T)-1 together with 63(T2g)-1 we have obtained the AF characteristic energy, rAF ::::l 30meV, in excellent agreement with IND. These results provided us a powerful method to evidence the opening of a spin pseudo gap, exclusively from the NMR results. A consistent picture arise from the comparison between IND and the Cu(2) NMR. In contrast, it is hard to explain the Y and, specially, the O(2,3) results within this same picture. The theoretical alternatives to this puzzle are discussed. The whole set of results we have obtained led us to propose a NMR based phenomenological phase diagram for the normal state of the superconducting Yba2Cu3O6+x, covering from the under doped regime to the over doped regime, passing through the optimal doping.

Nesta tese investigamos o estado normal (T > Tc) dos Yba2Cu3O6+x supercondutores de alto Tc. As técnicas da RMN e RQN foram empregadas para estudar as respostas estática e dinâmica do sistema de spins eletrônicos em função da temperatura, para diversas concentrações de oxigênio: x = 0.5 (cristal 1), 0.92 (cristal 2), 0.94 (cristal 3) e 1.0 (cristais 4 e 5). Focalizando diferentes sítios nucleares a RMN pode fornecer uma informação mais rica da susceptibilidade dinâmica, X (q.w), abrangendo diferentes regiões da Zona de Brillouin (ZB). Com os sítios do 17O(2,3) e do 89Y sensoreamos a região próxima ao centro do ZB, q == 0, enquanto que com o sitio do Cu(2) exploramos o extremo do ZB, (q == QAF). Foi realizado um estudo comparativo da RMN dos sítios do Cu(2), do O(2,3) e do Y sobre o cristal 1. Da comparação entre os deslocamentos hiperfinos magnéticos do Y e do O(2,3) extraímos as contribuições orbitais e as constantes de acoplamento hiperfino do Y. A razão entre as relaxações spin-rede do O(2,3) e do Y mostrou-se independente da temperatura, e próxima do esperado teoricamente a partir das constantes hiperfinas no cenário do hamiltoniano de Mila e Rice. Questões como a dependência da taxa de relaxação spin-rede (T1-1) com a intensidade do campo e a anisotropia da susceptibilidade estática de spin foram estudadas sobre o cristal 2. Acima de Tc, para o Cu(2), não foi encontrada nenhuma dependência de T1 com a intensidade do campo. Os resultados sobre o Y indicam uma anisotropia da susceptibilidade e do tensor de acoplamento hiperfino. Uma extensa comparação entre os resultados da RMN e da Difusão Inelástica de Nêutrons (DIN) foi realizada sobre as mesmas amostras (cristais 4 e 5), fato inédito ate então. Propõe-se um modelo gaussiano para X\"~q,o», compatível com as experiências de nêutrons, no qual o comprimento de correlação ~ foi fixado pelos resultados da DIN sobre o cristal 2. Analisando a relaxação spin-spin do Cu(2), 63(T2g)-1, em função deste modelo, extraímos a susceptibilidade estática X\'(q=QAF) em unidades absolutas e encontramos um fator de Stoner X\'(q=QAF) / X\'(q=O) ~ 10. Da análise conjunta de 63(T1T)-1 e 63 (T2g)-1 obtivemos a energia característica das flutuações AF, rAF::::3:0meV, em excelente acordo com a DIN. Estes mesmos resultados permitiram evidenciar, exclusivamente através do RMN, quando ocorre a abertura de um gap de spin. Neste trabalho mostramos que resultados da DIN são compatíveis com a RMN para o sitio do Cu(2), porem, sérias dificuldades são encontradas para explicar os resultados sobre os sítios do Y e, principalmente, do O(2,3). As alternativas para este problema são discutidas. Os resultados obtidos nesta tese levaram ao estabelecimento de um diagrama de fase, segundo a RMN, do estado normal dos Yba2Cu3O6+x supercondutores, cobrindo do regime sub-dopado ao regime sobre-dopado, passando pela composição de dopagem ótima. / The normal state(T > Tc) of the high Te superconducting Yba2Cu3O6+x was studied. The NMR and NQR techniques were employed in order to investigate the static and dynamic responses of the electronic spin system as function of temperature, for the following oxygen contents: x = 0.5 (crystal 1), 0.92 (crystal 2), 0.94 (crystal 3) e 1.0 (crystals 4 and 5). Focusing various nuclear sites the NMR could give a more rich information of the dynamical susceptibility, X(q,ffi), probing different regions of the Brillouin Zone (ZB). With 17O(2,3) and 89Y sites the BZ center, q:: 0, was studied, while with the Cu(2) site it was the BZ extreme, (q:: QAF) that was investigated. In crystal 1 we have compared the NMR of the Cu(2), O(2,3) and Y sites. From the comparison between the Y and O(2,3) magnetic hyperfine shift we have extracted the orbital contributions and the Y hyperfine coupling tensor. The ratio between the O(2,3) and Y nuclear spin lattice relaxation rate was found to be temperature independent, and its value was in fair agreement with what it was expected theoretically from the coupling constants within the picture of the Mila-Rice Hamiltonian. Problems such as the field intensity dependence of the spin-lattice -relaxation rate (T1-1) and the anisotropy of the static susceptibility where investigated in crystal 2. Above Tc, for the Cu(2) site, we have not found any field dependence of T1. Our results on the Y site indicate an anisotropy of both the static susceptibility and the Y coupling tensor. An extensive comparison between the NMR and the Inelastic Neutron Diffusion (IND) results was done in the very same samples, crystals 2 and 4. In accordance to neutron data a Gaussian model for X\"AF( q,ro) is proposed, in which the coherence length ~ was fixed by the IND results in crystal 2. Analyzing the Cu(2) nuclear spin-spin relaxation rate, 63(T2g)-1, as function of this model, we have extracted the staggered susceptibility X\'(q=QAF) in absolute units, finding a Stoner factor X \'( q=QAF) / X\'( q=O) ~ 10. From the analysis of 63(T1T)-1 together with 63(T2g)-1 we have obtained the AF characteristic energy, rAF ::::l 30meV, in excellent agreement with IND. These results provided us a powerful method to evidence the opening of a spin pseudo gap, exclusively from the NMR results. A consistent picture arise from the comparison between IND and the Cu(2) NMR. In contrast, it is hard to explain the Y and, specially, the O(2,3) results within this same picture. The theoretical alternatives to this puzzle are discussed. The whole set of results we have obtained led us to propose a NMR based phenomenological phase diagram for the normal state of the superconducting Yba2Cu3O6+x, covering from the under doped regime to the over doped regime, passing through the optimal doping.

Made available in DSpace on 2015-04-22T22:07:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Daniel_F_Souza.pdf: 1932165 bytes, checksum: 2278b68c7d4f4e368c625685577d9f81 (MD5) Previous issue date: 2012-10-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In 2011 the scienti c community celebrated the 100th anniversary of the discovery of the phenomenon of superconductivity. In 1911 H. K. Onnes observed for the rst time that the electrical resistance of mercury drops abruptly to zero when cooled below 4.2 K . From that moment the scientists began to look for new materials that exhibit the above characteristic at higher temperatures. Superconductors, however, are not a simple ideal conductor because it presents a characteristic known as the Meissner E¤ect, which is the expulsion of the magnetic ux from the material. The rst few attempts to explain this phenomenon were phenomenological: theory of London and theory of Ginsburg-Landau, but the microscopic theory that satisfactorily explained the superconductivity was the theory developed by Bardeen, Cooper and Schrie¤er (BCS). However, very recently in 1986, superconductivity was discovered in compounds made of ceramic oxides of barium and lanthanum. Moreover, the BCS theory can not satisfactorily explain the mechanism responsible for superconductivity in high temperature superconductors. Hence the de- velopment of a microscopic theory is essential that explains the new superconductors. Scientists today seek to nd superconductors at room temperature, which experts say would bring a new industrial revolution, with high impacts in electronics, generation and storage of electrical energy, among others. Therefore, it is of utmost importance to propagate the above knowledge to the students and the physics community in general. Hence, we employ the means of learning that have been a very important tool in revealing science and technology. / Em 2011 fora comemorado os 100 anos da descoberta do fenômeno da supercondutivi- dade. Pois em 1911 H. K. Onnes ao resfriar o Mercúrio usando Hélio líquido observou que para valores de temperatura menor que 4,2 K, a resistência elétrica caia abruptamente até um valor de resistência elétrica mensurável igual a zero. A partir desse momento os cientistas começaram a procurar novos materiais que apresentam essa característica à temperaturas elevadas. Os supercondutores, todavia, não são um simples condutor ideal, pois apresentam um comportamento bem característico conhecido como Efeito Meissner, que é a expulsão do uxo magnético do interior do material. As primeiras tentativas para explicar esse fenômeno foram de natureza fenomenológica: como a teoria de Lon- don e de Ginsburg-Landau, porém a teoria que explicou a princípio satisfatoriamente a supercondutividade fora à teoria desenvolvida por Bardeen, Cooper e Schrie¤er (BCS). No entanto, mais recentemente em 1986, fora descoberto a supercondutividade em com- postos cerâmicos feitos de óxidos de bário e lantânio, onde a teoria BCS não é capaz de explicar satisfatoriamente o mecanismo responsável pela supercondutividade nos super- condutores de alta temperatura crítica, fazendo portanto necessário o desenvolvimento de uma teoria microscópica que explique os novos supercondutores. Os cientistas atuais buscam encontrar supercondutores à temperatura ambiente, o que acarretaria segundo especialistas em uma nova revolução industrial, com impactos na eletrônica, na geração e armazenamento de energia elétrica, entre outros. Portanto, é de suma importância que esse conhecimento seja divulgado aos acadêmicos de Física. Preparando-os para que posteriormente levem esse conhecimento aos seus respectivos alunos. Todavia, para aux- iliar nessa tarefa tem-se os objetos da aprendizagem, que demonstra ser uma ferramenta muito importante, na divulgação cientí ca do conteúdo. viii