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Previous issue date: 2018-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O estudo do comportamento de vórtices em supercondutores de tipo II com centros de aprisionamento (CAs) vem atraindo muita atenção nas últimas décadas devido a possibilidade de aumento da corrente crítica, assim como pela variedade de comportamentos que o sistema pode apresentar. Muito foi feito nos últimos anos na tentativa de compreender os mecanismos de aprisionamento, incluindo estudos de filmes infinitos sob influência de arranjos periódicos e quase-periódicos focando nos efeitos de comensurabilidade, correntes críticas e fases dinâmicas. No entanto, quando se trata de fitas supercondutoras muito trabalho ainda é necessário, especialmente para verificar como os CAs influenciam o sistema. Neste trabalho, foi simulado computacionalmente, utilizando técnicas de Dinâmica Molecular, o comportamento dinâmico de vórtices no interior de uma fita supercondutora do tipo II sob a influência de CAs com distribuição aleatória, hexagonal e dois tipos de arranjos conformes. A simulação foi feita considerando fitas imersas no plano xy, finita em x e infinita em y, com um campo magnético aplicado perpendicularmente ao plano das fitas e temperatura nula. Como resultado, encontramos que a fita com aprisionamento aleatório apresentou, na média, um decaimento suave da força de depinning (força necessária para libertar os vórtices dos CAs) em função do campo aplicado. Além disso, foi observada a presença de vórtices intersticiais fracamente ancorados, resultando em baixos valores de força de depinning. Já a fita com arranjo hexagonal apresentou efeitos significativos de comensurabilidade apenas no primeiro matching field, onde há um grande aumento da força de depinning, diferentemente do observado em filmes supercondutores infinitos, onde vários picos de comensurabilidade na corrente crítica são observados. Para os arranjos conformes, a força de depinning muda muito pouco em função do campo aplicado apresentando uma leve tendência decrescente, o que está de acordo com o que foi observado em filmes infinitos. Este comportamento está associado ao gradiente de defeitos e a simetria hexagonal que a rede conforme preserva, tornando o aprisionamento mais efetivo. Em um dos arranjos conforme foi obtido um aumento significativo nas forças de depinning em baixos campos, quando comparado aos outros arranjos. Com relação aos regimes dinâmicos, em fitas os vórtices tendem a formar canais devido a influência da corrente superfícial, que reduz o movimento transversal dos vórtices, diferentemente do observado em filmes infinitos. / The behavior of vortices in type II superconductors in the presence of artificial pinning centers has attracted much attention in the last two decades, due to the possibility of enhancing the critical currents, as well as the variety of behaviors that the system can exhibit. Much has been done in recent years to understand the pinning mechanisms, including studies of infinite films under the influence of periodic and quasi-periodic arrays focusing on the commensurability effects, critical currents and vortex dynamic phases. However, when it comes to superconducting strips a lot of work is still required, especially when the system is under the influence of pinning centers. In this work, we study the dynamic behavior of vortices inside a type II superconducting strip in the presence of pinning centers with random distribution, hexagonal and two types of conformal arrays. The simulation was performed considering strips using Molecular Dynamics technique, each with different arrays of defects, immersed in the xy plane, with finite dimension in x and infinite in y, under a magnetic field applied perpendicular to the plane of the strips and zero temperature. As a result, it was found that the strip with random pinning distribution showed a gentle decay of the depinning forces as a function of the applied field. In addition, the presence of weakly pinned interstitial vortices was observed, resulting in low values of depinning force. The hexagonal array showed significant commensurability effects only at the first matching field, where there is a great increase of the depinning force, unlike that observed in infinite superconducting films, where several commensurability peaks in the critical current is observed. For the conformal arrays, we observed a depinning force stability as a function of the applied field, which agrees with what has been observed in infinite films. This stability is associated to the gradient distribution of defects in the central region of the sample associated with sixfold symmetry that the conformal transformation preserves, resulting in a more effective pinning. In one of the conformal lattices, a significant increase in the depinning forces in low fields was obtained when compared to the other arrays. Concerning to the dynamic regimes, vortices in strips tend to form well defined channels due to the influence of the surface current, which reduces the transverse motion of the vortices, different to that observed in infinite films.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.unesp.br:11449/153024 |
| Date | 26 February 2018 |
| Creators | Vizarim, Nicolas Porto |
| Contributors | Universidade Estadual Paulista (UNESP), Urenda, Pablo Antonio Venegas [UNESP] |
| Publisher | Universidade Estadual Paulista (UNESP) |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UNESP, instname:Universidade Estadual Paulista, instacron:UNESP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 600 |
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