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Título de Acceso Abierto

Dinámica de vórtices superconductores en la región de transición orden-desorden

Mariano Marziali Bermúdez Gabriela Pasquini

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Resumen/Descripción – provisto por el repositorio digital
En los superconductores de tipo II el campo magnético penetra en líneas de flujo cuantizadas, conocidas como vórtices. La materia de vórtices constituye un sistema modelo para el estudio de medios elásticos forzados en presencia de desorden. En este sistema, las interacciones de los vórtices entre sí y de estos con los defectos del material, sumadas al grado de influencia de las fluctuaciones térmicas, determinan una gran variedad de fases (ordenadas, vidriosas y líquidas) y comportamientos dinámicos. La dinámica de la materia de vórtices presenta similitudes con otros sistemas complejos, como las ondas de densidad de carga, las paredes de dominio y los coloides: existe una fuerza crítica a partir de la cual las partículas se desanclan y la competencia entre interacciones determina una región de movimiento plástico para fuerzas cercanas a la crítica. Este desanclaje plástico, la dinámica subyacente y su relación con los defectos topológicos han sido tema de estudio por muchos a˜nos. En superconductores limpios, con baja densidad de defectos, como lo son los monocristales de NbSe2, existen dos fases de la red de vórtices ampliamente reconocidas: en la mayor parte del diagrama de fases campo magnético-temperatura, dentro de la fase superconductora del material, las configuraciones estables de la red de vórtices presentan un ordenamiento espacial con características compartidas con cristales y vidrios; en las proximidades de la transición superconductora, la red de vórtices (RV) adopta configuraciones desordenadas. Las características de la transición orden-desorden (O-D), así como la posible existencia de una fase intermedia, planteaban numerosos interrogantes hasta hace algunos a˜nos y fueron el objeto de la investigación de este trabajo de tesis. Gran parte del presente trabajo estuvo dedicado al estudio de los efectos de historia dinámica,enfocados en la dinámica alterna. En general, la aplicación de un campo alterno induce corrientes que ejercen fuerzas oscilatorias capaces de mover los vórtices. Si el campo es suficientemente peque˜no, los vórtices permanecen oscilando alrededor de los centros de anclaje efectivos, dando una respuesta lineal conocida como régimen de Campbell. En ese caso, la medición de la respuesta lineal mediante la susceptibilidad alterna no modifica la configuraci´on del sistema, por lo que constituye una técnica no invasiva para cuantificar la movilidad de la RV. En cambio, campos alternos de mayor amplitud son usados comúnmente en los experimentos para agitar la RV de forma de alcanzar la configuraci´on de equilibrio. Sin embargo, en trabajos previos de nuestro grupo, se había reportado que en la región de la transición O-D un campo alterno de agitación puede dejar al sistema en estados de mayor o menor anclaje, independientes de la configuraci´on inicial. Por otro lado, tambi´en se observaron efectos de historia térmica. El origen de estas diversas respuestas fue, durante a˜nos, un tema controvertido y la f´ısica subyacente a la dinámica descripta, una incógnita. En este trabajo se estudiaron los efectos de historia térmica y dinámica asociados a la transición O-D en monocristales de NbSe2. Se combinaron mediciones de susceptibilidad alterna con experimentos de difracción de neutrones de bajo ángulo (SANS) para investigar la relación entre las respuestas intermedias y el orden de la RV. Se encontr´o evidencia directa de que las respuestas intermedias observadas tras agitar la RV en la región de la transición O-D están asociadas a configuraciones con una densidad intermedia de dislocaciones. Por otro lado, se realizó un estudio sistemático de la dependencia de la respuesta final con los parámetros del campo alterno aplicado para agitar la RV. Los resultados sugieren que, en esta región, el sistema se reorganiza dinámicamente y la respuesta final sería una consecuencia directa de dicho proceso. Además, se obtuvieron indicios de criticalidad asociados a esta reorganización. Por último, se estudiaron los efectos de historia térmica, vinculados a la modificación espontánea de las configuraciones de la RV a partir de la evolución con la temperatura de las interacciones involucradas. A diferencia de lo observado tras agitar al sistema, no se detectaron cambios significativos en la densidad de dislocaciones asociados al ciclado térmico del sistema. Este resultado indica que el anclaje efectivo de la RV depende de otros factores, y no solo de la densidad de dislocaciones. Se proponen una descripción genérica, en términos de barreras de energía que operan a diferentes escalas espaciales y de energ´ıa, y una posible interpretación de la fenomenología observada en el marco de la teoría de anclaje fuerte.
Palabras clave – provistas por el repositorio digital

VORTICES SUPERCONDUCTORES; REORGANIZACION DINAMICA; EFECTOS DE HISTORIA; SUPERCONDUCTOR VORTICES; DYNAMIC REORGANIZATION; HISTORY EFFECTS

Disponibilidad
Institución detectada Año de publicación Navegá Descargá Solicitá
No requiere 2018 Biblioteca Digital (FCEN-UBA) (SNRD) acceso abierto

Información

Tipo de recurso:

tesis

Idiomas de la publicación

  • español castellano

País de edición

Argentina

Fecha de publicación

Información sobre licencias CC

https://creativecommons.org/licenses/by/2.5/ar/