Dinâmica de vórtice em filmes nanoestruturados de MoGe: um estudo via medidas de magnetorresistência

• Ano de defesa: 2013
• Autor(a) principal: Lima, Lucas Fantini de
• Orientador(a): Silva, Clécio Clemente de Souza
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
• Palavras-chave em Português: Supercondutividade; dinâmica de vórtice; filme fino nanoestruturado; medida de transporte; magnetorresistência; comensurabilidade e efeito de matching
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/12171

No final da década de 1990, com o aperfeiçoamento das técnicas de fabricação de filmes finos nanoestruturados, houve vários estudos que procuraram entender a dinâmica de vórtices e suas características. Esses sistemas normalmente compreendem uma rede regular de buracos ou inclusões magnéticas, que atuam como armadilhas para os vórtices, fornecendo potenciais periódicos de ancoragem. Por esta razão, vórtices em supercondutores nanoestruturados apresentam vários fenômenos interessantes que não podem ser encontrados em filmes contínuos. Possivelmente o exemplo mais marcante é o efeito de matching devido à comensurabilidade entre a rede de vórtice e a rede de ancoragem artificial. A depender das condições impostas ao sistema (temperatura, campo magnético aplicado, corrente de transporte aplicada e os parâmetros da rede de ancoragem) os vórtices se organizarão de maneiras distintas e isso irá, obviamente, traduzir-se em diferentes respostas macroscópicas. Nos chamados campos de matching (B = nB1, onde n é um inteiro e B1 é a densidade de fluxo magnético correspondente a um vórtice por célula unitária) os vórtices sentem mais o potencial de ancoragem e isto aparece experimentalmente como um aumento na corrente crítica (medida estática) ou uma atenuação na mobilidade dos vórtices (medida dinâmica). Acredita-se amplamente que as características observadas nas medidas estáticas e dinâmicas estão correlacionadas de forma que pode-se usar medidas de magnetotrasporte para inferir sobre as propriedades da comensurabilidade estática da rede de vórtice nos filmes nanoestruturados. Nesta dissertação, estudaremos experimentalmente as propriedades dinâmicas dos vórtices em um filme fino amorfo de MoGe com uma rede regular quadrada de antidos (buracos). A amostra foi fabricada por litografia eletrônica e deposição por laser pulsado na Universidade de Leuven, Bélgica. Foram feitas várias medidas de magnetorresistência nessa amostra usando voltímetros e fontes de corrente altamente sensíveis. Estes foram conectados ao equipamento comercial PPMS (Physical Properties Measurement System, da Quantum Design), usado como ambiente criogênico, através de uma caixa adaptadora confeccionada nos nossos laboratórios. As medidas são controladas por um computador através de uma rotina escrita pelo software de automação LabView. As curvas de magnetorresistência para diferentes valores de temperatura exibem uma série de características em diferentes campos de matching, como esperado do fenômeno de comensurabilidade estudado em trabalhos anteriores. Entretanto, para o sexto campo de matching, a forma característica da curva de magnetorresistência está ausente para todos os valores de temperatura. Seguindo um modelo baseado em configurações estáticas de vórtices em redes regulares de antidots, uma atenuação no efeito de matching é esperada para o terceiro campo de matching, devido aos parâmetros geométricos da nossa amostra. De fato, foi observada uma atenuação em B = 3B1. Entretanto, o modelo falha em explicar a ausência do efeito de matching em B = 6B1 encontrado nas nossas medidas. É proposto que vórtices em movimento na presença de um potencial de ancoragem periódico podem apresentar efeitos de comensurabilidade ligeiramente diferentes daqueles que ocorrem na situação estática porque a rede de vórtice que se move interage efetivamente com um potencial de ancoragem dependente do tempo.