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Estudo da impedância numa amostra supercondutora de YBa2Cu3O7δ sinterizada
Full text linkO YBa2Cu3O7-δ (ondeδ representa o desvio à estequiometria ideal para o oxigênio) é um composto supercondutor de alta temperatura crítica. A temperatura de transição da fase normal para a fase supercondutora, chamada de temperatura crítica (TC) é de aproximadamente 92 K. Este trabalho tem por objetivo estudar as propriedades de transporte elétrico AC em uma amostra cerâmica de YBa2Cu3O7-δ nas proximidades da TC por impedanciometria. É importante salientar que esse sistema não foi detalhadamente estudado com essa técnica. A amostra em estudo foi confeccionada no Laboratório de Supercondutividade da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, onde testes foram realizados para comprovar a supercondutividade da amostra. Em uma experiência de impedanciometria, a amostra é submetida a um campo elétrico alternado e a diferença de potencial entre dois pontos de sua superfície é medida. Esta diferença de potencial tem uma componente real, devida à resistência, e uma parte imaginária, associada à reatância. O estudo foi realizado variando-se a frequência da corrente AC (37 à 30kHz) e a temperatura (80K e 140K). Com os resultados experimentais, obtém-se informações sobre os efeitos da frequência da corrente AC nas propriedades eletrônicas do YBa2Cu3O7- nas proximidades de TC. Os resultados indicam que, em altas frequências, uma reatância indutiva pode ser identificada. Em geral, investigam-se os efeitos da frequência nas partes real e imaginária da impedância no regime de aproximação ao estado de resistência nula.YBa2Cu3O7-δ (whereδ represents the deviation to the optimal stoichiometry for oxygen) is a superconducting compound of high critical temperature. The transition temperature from the normal phase to the superconducting phase, termed as critical temperature (CT), is approximately 92 K. This work has the objective of studying the AC electrical transport properties in a ceramic sample of YBa2Cu3O7-δ at levels close to CT by impedanciometry. It is worth highlighting that this system was not deeply studied with this technique. The sample in question was prepared in the Superconductivity Laboratory of the Federal University of Rio Grande do Sul, where tests were performed to prove the superconductivity of the sample. In an impedanciometric experiment, the sample is submitted to an alternating electric field and the difference in potential between two points of its surface is measured. This potential difference has a real component, due to resistance, and an imaginary part, which is associated with reactance. The study was held by varying the frequency of the AC current (from 37 to 30kHz) and the temperature (80K and 140K). With the experimental results, we can obtain information about the effects of the frequency of the AC current in the electronic properties of YBa2Cu3O7- at levels close to CT. The results have indicated that, at high frequencies, an inductive reactance can be identified. Generally, we investigate the effects of frequency on the real and imaginary parts of the impedance in the regime approaching the zero-resistance state
Instrumentação de um sistema de medida baseado em dilatometria capacitiva para caracterizar a magnetostricção em materiais supercondutores
Full text linkNeste trabalho, conduzimos a construção e reprojeto de um sistema de medição de magnetostric ção utilizando um sensor capacitivo. O projeto surgiu em resposta à necessidade do Laboratório de Propriedades Quânticas de Sólidos da UFRGS (IF-UFRGS) de estudar as propriedades magne tostrictivas de materiais supercondutores. Dessa forma, o sistema reconstruído foi projetado para fornecer ao Laboratório uma solução confiável e de uso frequente, capaz de medir a magnetostric ção de materiais em baixas temperaturas e sob a influência de fortes campos magnéticos, através da análise das variações de capacitância. O principal aspecto original sendo a documentação dos ajustes mecânicos feitos no sistema e a automação do precesso de medida e aquisição de dados.In this work, we constructed and redesigned a magnetostriction measurement system using capacitive sensors. The project emerged in response to the need of the Laboratory of Quantum Properties of Solids Physics of UFRGS (IF-UFRGS) to study the magnetostrictive properties of superconducting materials. Thus, the reconstructed system was designed to provide the Labo ratory with a reliable and frequently used solution, capable of measuring the magnetostriction of materials at low temperatures and under the influence of strong magnetic fields through the analysis of capacitance variations
Magneto-transport properties of BaFe2−xTMxAs2 system
Full text linkEsta Tese consiste num estudo experimental de propriedades de transporte elétrico em amostras do sistema BaFe2−xTMxAs2 (Ba122), onde TM representa um metal de transição. Os elementos que foram utilizados como substituintes foram TM = Mn, Co, Cu e Ni. Estes compostos, genericamente denominados de ferro-pnictídeos, apresentam estado fundamental com ordenamento antiferromagnético do tipo onda de densidade de spin, ou supercondutor, ou ainda um estado de coexistência entre estes dois. Neste trabalho, as propriedades de maior interesse são a resistividade elétrica, a magnetorresistência e o efeito Hall. Aqui, essas propriedades são cuidadosamente estudadas com o objetivo de contribuir para o entendimento dos principais mecanismos de espalhamento eletrônico, na presença de campo magnético externo, nos compostos da família Ba122. Para isso, medidas sistemáticas das componentes longitudinal e transversal da resistividade elétrica em função da temperatura e do campo magnético foram realizadas em todas as amostras. A influência das substituições químicas e a desordem estrutural no transporte de carga também é investigada. Na análise dos resultados, ênfase é dada aos efeitos relacionados ao ordenamento magnético. A interpretação dos resultados experimentais obtidos toma por base efeitos de condução por duas bandas eletrônicas, uma do tipo elétron e outra do tipo lacuna, e contribuições devidas ao espalhamento dos portadores de carga por excitações de origem magnética. Mostra-se que tais termos são importantes para o entendimento do comportamento da magnetorresistência e do coeficiente de Hall com a temperatura e com o campo magnético na fase magneticamente ordenada dos sistemas estudados.This Thesis reports on electric transport measurements in several single-crystal samples of the BaFe2−xTMxAs2 (Ba122) system, where TM is a transition metal. The elements used in substitution to the Fe atoms are TM = Mn, Co, Cu and Ni. When TM = Co or Ni, samples with different concentrations of the substituting element are investigated. Electrical resistivity, magnetoresistance and Hall effect experiments were carried out between 2 and 300 K, under magnetic field varying between 0 and 9 T. These properties are studied to shed light on the electronic scattering mechanisms relevant to these compounds. We are also interested in the role of the chemical substitutions and the effects of structural disorder in these properties. One important result of this Thesis is that the magnetoresistance is very small in the paramagnetic phase of the studied materiais, whereas its magnitude increases substantially in the magnetically ordered phase. Consistently, the Hall coefficient is also small in the paramagnetic state, and its magnitude becomes appreciable and strongly temperature dependent in the magnetically ordered phase. We observe that, for the same values of field and temperature, the magnetoresistance is higher in samples with higher magnetic transition temperatures. On the other hand, samples where a large fraction of the Fe atoms were substituted show a smaller magnetoresistance. This result is independent of the valence of the substituting atom and can also be observed in pure samples which show some structural disorder in the conducting layers. Results for a sample where 75 % of the Fe atoms are substituted by Cu atoms, which does not undergo a magnetic transition, show that, the magnetoresistance and the Hall coefficient remain small in the whole temperature interval investigated. This fact indicates that the characteristic behavior of these two properties in low temperatures is intrinsically related to the magnetic ordering. In order to explain the magnetoresistance and the Hall effect in the paramagnetic as well as in the magnetically ordered phase of the iron-pnictides of the Ba122 family, we suggest that, not only the multiple band character of the electronic structure is important, but contributions related to scattering by magnetic excitations should be properly considered. These contributions are in fact, the responsible for the overall behavior of the magnetoresistance and Hall effect inside the magnetically ordered phase of these compounds. In this aspect, the proposed interpretation for the magneto-transport properties of the Ba122 iron-pnictides contrasts with the description most commonly found in the literature, where effects coming from the Fermi surface morphology are supposed to play the dominant role
Complex spin configurations in thin films heterostructures
Full text linkEsta Tese consiste de um estudo experimental sobre a formação de texturas magnéticas em heteroestruturas do tipo filmes finos bi, tri e multicamadas. A investigação é feita através de medidas de magnetização, propriedades de magnetotransporte elétrico e imageamento por magneto-óptica. Foram produzidos e estudados dois tipos principais de heteroestruturas: (i) filmes bicamadas e multicamadas de Co/Ru e Co/Pd e (ii) filmes de Nb/Al2O3/Co. Os resultados de resistividade elétrica, magnetorresistência e efeito Hall para as bicamadas de Co/Ru e Co/Pd foram analisados com base num modelo de condução por duas correntes em paralelo, com mistura de correntes. A partir desta análise, juntamente com os resultados de magnetização, identificam-se efeitos de interface entre as camadas componentes da heteroestrutura. Os resultados sugerem a formação de texturas magnéticas não triviais na região da interface. Em razão da forte interação spin-órbita no Ru e, principalmente, no Pd supõe-se que efeitos da interação Dzyaloshinskii-Moriya sejam relevantes para a estabilização das texturas de spin na interface Também são apresentados e discutidos resultados de medidas de transporte elétrico e imageamento por magneto-óptica em filmes finos de estrutura Nb/Al2O3/Co. Nestas amostras foi observada uma correlação entre as propriedades de magnetotransporte medidas na camada de Co e o regime de penetração de fluxo magnético na camada supercondutora. Desta forma, essa estrutura híbrida mostrou-se útil para detecção de penetração de fluxo na forma de avalanches na camada supercondutora. Além disso, em todas as amostras investigadas observou-se a indução de uma textura de spin na camada ferromagnética que reproduz a geometria dendrítica das avalanches de fluxo na camada supercondutora. Tais texturas, impressas no filme ferromagnético, são estáveis em temperaturas muito superiores à temperatura crítica do Nb. Os resultados de imageamento magneto-óptico mostram que os dendritos magnéticos possuem uma estrutura interna não trivial, que depende da magnetização prévia da camada de Co.This Thesis consists of an experimental study on the formation of magnetic textures in heterostructures composed by thin films bi, tri and multilayers. Magnetization, magnetotransport properties and magneto-optical imaging measurements were carried out as function of temperature and magnetic field. Two types of heterostructures were investigated: (i) Co/Ru and Co/Pd bilayers and multilayers and (ii) Nb/Al2O3/Co. The resistivity, magnetoresistance and Hall effect results for Co/Ru and Co/Pd were analysed using a two current conduction model, with current mixing. From this analysis, complemented by magnetization results, effects from the interface between adjacent layers are identified. These results suggests the formation of non-trivial textures in the interface. Owing to the spin-orbit interaction from Ru and mainly from Pd, it is suggested that the Dzyaloshinskii-Moriya plays an important role for the stabilization of those interfacial spin textures. Magnetotransport results and magneto-optical imaging measurements in Nb/Al2O3/Co heterostructures are presented and discussed. It was observed that the magnetotransport measurements in the Co layer is strongly correlated to the magnetic flux penetration regime in the superconducting layer. Consequently, our heterostructure appears to be a useful tool to detect flux avalanches in the superconducting layer. Besides, in all investigated samples magnetic textures were induced in the ferromagnetic layer. The textures mimic the dendritic form of the avalanches. Such magnetic textures are stable up temperatures far larger than the superconducting transition for Nb. The magneto-optical imaging results show that these imprinted dendritic textures have a non-trivial internal structure which depends on the initial magnetic state in Co
Propriedades de magneto-transporte em grafite modificada por implantação de íons
Full text linkMedidas de resistividade elétrica, magnetorresistência e efeito Hall em amostras de grafite modificadas por implantação iônica são apresentadas e discutidas nesta Tese. As experiências de resistividade foram realizadas em função da temperatura com corrente aplicada paralelamente aos planos de grafeno. Medidas de magneto-transporte, na orientação planar, foram realizadas no limite de baixas temperaturas, em campos magnéticos de amplitude – 9 T < B < 9 T aplicados perpendicularmente aos planos de grafeno. Amostras de grafite de diferentes origens foram estudadas. Em conformidade com o fornecedor, tais amostras são eventualmente denominadas GW, ZYA, SPi-I, Kish e Natural. As três primeiras são grafites pirolíticas altamente orientadas (HOPG) e as duas últimas são monocristalinas. Nestas amostras foram feitas implantações com Al, P, Na, Ga e As em até três fluências distintas. Na primeira etapa deste trabalho, foram implantados, em diferentes amostras de grafite SPi-I, íons de alumínio, fósforo e sódio. Diferentes fluências foram empregadas. Medidas de magneto-transporte foram realizadas nesta etapa em cinco temperaturas fixas: T = 2 K, 4 K, 8 K, 12 K e 25 K. Na segunda etapa do trabalho, amostras de todas as grafites foram submetidas à implantação de Ga e As. As medidas de magneto-transporte foram executadas nas temperaturas fixas de T = 2 K, 3 K, 5 K, 7 K e 10 K. Oscilações de Shubnikov-de Haas (SdH) foram observadas tanto nas medidas de magnetorresistência quanto nas medidas de resistividade Hall. Análises desses resultados por meio de transformações de Fourier levaram à obtenção das frequências fundamentais de oscilação e das massas efetivas para elétrons e lacunas tanto no estado puro quanto nos estados implantados de todas as amostras investigadas. As oscilações SdH observadas não revelam efeitos notáveis produzidos por implantação em nenhum dos casos investigados. Medidas de resistividade Hall mostraram variações significativas por efeito de implantação nas amostras: (i) SPi-I irradiadas com Al e P, (ii) GW irradiadas com Ga e As e (iii) Grafite Natural irradiada com As. Em baixos campos magnéticos, efeitos sistemáticos foram observados na resistividade Hall da grafite SPi-I implantada com Al e da grafite GW implantada com As. Para interpretação destes resultados foi proposto um modelo de condução por duas correntes em que a implantação modifica as mobilidades de elétrons e lacunas. A resistividade Hall das amostras GW e ZYA mostra uma reversão de sinal, passando de negativa para positiva em altos campos aplicados.An experimental study of electrical resistivity, magnetoresistance and Hall Effect in graphite samples modified by ionic implantation is presented in this Thesis. The resistivity measurements were carried out as a function of the temperature with current applied parallel to the graphene sheets. The magneto transport measurements were performed at low temperatures in magnetic fields in the interval -9 T < B < 9 T applied perpendicular to the graphene sheets. Graphite samples from different sources were studied. In accordance to the supplier, these samples are named GW, ZYA, SPi-I, Kish and Natural. The first three samples are highly oriented pyrolytic graphites (HOPG) and the last ones are monocrystaline. In these samples were carried out implantations with Al, P, Na, Ga and As in three different fluences at most. In the first part of this study, aluminum, phosphorous and sodium were implanted in SPi-I graphite samples. Magneto transport measurements were then performed at five fixed temperature, T = 2 K, 4 K, 8 K, 12 K e 25 K. In the second part, the HOPG, Kish and Natural graphite samples were investigated. All of them were submitted to Ga and As implantation. Magnetotransport experiments were carried out in five fixed temperatures, T = 2 K, 3 K, 5 K, 7 K e 10 K. Shubnikov-de Haas oscillations (SdH) were observed in the magnetoresistance as well as in Hall resistivity measurements. Results were analyzed using fast Fourier Transform. Quantum fundamental frequencies and effective masses for electrons and holes were obtained in the pure and implanted states of all investigated samples. The SdH oscillations didn’t reveal significant effects from implantation in all investigated samples. Hall resistivity measurements showed a significative variation upon irradiation in: (i) SPi-I graphite irradiated with Al and P, (ii) GW samples irradiated with Ga and As and (iii) Natural graphite irradiated with As. Systematic effects could be seen in the low field Hall resistivity of SPi-I graphite irradiated with Al and GW irradiated with As. These results were described by a simple twoband model where implantation modifies the electron and hole mobilities. The Hall resistivity of the HOPG GW and ZYA samples revealed a signal reversal in high applied fields
Efeitos de ordenamento chiral em supercondutores e sistemas magnéticos desordenados
Full text linkEste trabalho apresenta uma investigação experimental sobre as propriedades magnéticas e de transporte elétrico de sistemas caracterizados por desordem e frustração. Tais sistemas são amostras granulares do supercondutor de alta temperatura crítica YBa2Cu3O7-δ e amostras do tipo vidro-de-spin e reentrantes das ligas magnéticas diluídas AuMn 8at% e AuFe xat% (x = 8, 12, 15, 18 e 21). No supercondutor granular foram estudados os efeitos de flutuações termodinâmicas na magnetocondutividade nas proximidades da transição supercondutora e a linha de irreversibilidades magnéticas. A transição para o estado de resistência nula é um processo que ocorre em duas etapas. Inicialmente, a transição de pareamento estabiliza a supercondutividade no interior dos grãos. A transição de coerência ocorre em temperaturas inferiores e ativa ligações fracas entre os grãos através de um processo do tipo percolação. O regime que antecede a transição de coerência é caracterizado por flutuações na fase do parâmetro de ordem. A linha de irreversibilidades magnéticas, estudada a partir da magnetoresistência e magnetização DC, revela um comportamento do tipo Almeida-Thouless em baixos campos magnéticos aplicados, seguido de um crossover, em µ0H = 0.1 T, para um comportamento do tipo Gabay-Toulouse. A linha de irreversibilidades é interpretada como sendo uma manifestação experimental de uma transição de vidro chiral. As ligas magnéticas diluídas foram estudadas através do efeito Hall extraordinário. Os resultados mostram claramente que dois termos de sinais contrários contribuem para este efeito nestes sistemas. Em particular, é observada uma anomalia no coeficiente de Hall extraordinário em temperaturas próximas à temperatura de ordenamento dos vidros-de-spin e de “canting” dos reentrantes que não é prevista por nenhuma teoria convencional de efeito Hall. A interpretação dos resultados é feita em termos do modelo de vidro chiral, mostrando a importância de uma contribuição de origem puramente chiral. Esta é a primeira vez que a chiralidade, uma propriedade intrínseca de sistemas desordenados e frustrados, é observada experimentalmente de modo direto
Alliages magnétiques dilués yttrium-terre rare et scandium-terre rare
Full text linkThis thesis studies the magnetoelastic, transport and magnetic properties of single crystals of yttrium and scandium dopped with rare earth magnetic impurities. From our measurements of magnetostriction on dilute alloys we derive the magnetoelastic coefficients of the interaction between isolated ions and lattice strains. Our magnetoresistance measurements give the exchange and quadrupole coefficients of the interaction of isolated ions with the conduction electrons. The aim of our magnetic measurements is mainly to study the spin glass properties at low temperatures. The yttrium-rare earth and scandiumorare earth dilute alloys are interesting systems to probe the typical properties predicted by mean field theory for spin glasses with uniaxial crystal field
Magnetotransport in bismuth/cobalt multilayers : rationalizing spin-orbit proximity effect
Full text linkThe interplay between strong spin-orbit coupling (SOC) and magnetization at interfaces has been a pathway for the observation of novel physical phenomena, quasi-particles and potential for design new devices. The interfaces formed by ferromagnetic materials (FM) materials and with strong SOC are strongly improved by proximity effects which allow the introduction of unexpected electronic properties in the system. It is possible to list many examples like the presence of Skyrmions on the surface of FM transition metal/heavy metals multilayers and the observation of spin-orbit torque in topological insulator and ferromagnetic metal interface. In this work, we use multilayers of Bismuth and Cobalt, as SOC and FM materials, respectively, in order to look for anomalies in magnetization and electrical transport induced at the interfaces. Even though the bismuth is not a topological insulator, it presents a strong SOC. The samples were produced by using magnetron sputtering. Multilayers of Bi(x)/Co(y) with x and y in between 0.5 and 3nm, containing about 10x repetition were grown on top of SiO2/Si wafer. The samples were characterized with magnetization and electrical transport in between 3 K and 300 K. From electrical transport experiments we observed an unexpected increase of the resistance. Both Anomalous Hall Effect and Anomalous Magnetoresistance indicate the occurrence of an enhancement of SOC at the Co layers induced by the Bi layer.A interação entre o acoplamento spin-órbita (SOC) e magnetização em interfaces tem sido um caminho para a observação de novos fenômenos físicos, quase-partículas e potencial para projetar novos dispositivos. As interfaces formadas por materiais ferromagnéticos (FM) e com forte SOC são fortemente potencializadas por efeitos de proximidade, que permitem a introdução de propriedades eletrônicas inesperadas ao sistema. É possível listar muitos exemplos, como a presença de Skyrmions na superfície de multicamadas de metal de transição FM e metais pesados e a observação de torque spin-órbita em isolante topológico e interface de metal ferromagnético. Neste trabalho de mestrado, usamos multicamadas de bismuto e cobalto, como materiais SOC e FM, respectivamente, a fim de procurar anomalias na magnetização e transporte elétrico induzido nas interfaces. Embora o bismuto não seja um isolante topológico, ele apresenta um forte SOC. As amostras foram produzidas usando magnetron sputtering. Multicamadas de Bi (x) / Co (y) com xey entre 0,5 e 3nm, contendo cerca de 10x de repetição, foram cultivadas no topo da pastilha de SiO2 / Si. As amostras foram caracterizadas com magnetização e transporte elétrico entre 3 K e 300 K. Resultados do magnetotransporte do efeito Hall anômalo e de magnetorresistência anômala apontam para um aumento do SOC nas camadas de Co induzido pela camada Bi
Experimental study of the pseudogap in the high temperature superconductor Bi2Sr2CaCu2O8+δ
Full text linkEsta Tese apresenta um estudo experimental dos efeitos do pseudogap nas propriedades magnéticas e de magnetotransporte de monocristais de Bi2Sr2CaCu2O8+δ (Bi-2212) preparados através da técnica de auto-fluxo. Amostras com diferentes concentrações de oxigênio foram obtidas através de tratamentos térmicos em vácuo ou sob pressão de oxigênio. Desta maneira, foi possível explorar os dois lados do domo supercondutor, com densidade de portadores variando entre p = 0,092 e p = 0,194, onde p refere-se ao número de lacunas por plano atômico de Cu-O2. Medidas de susceptibilidade magnética na fase normal foram realizadas em diversas amostras com diferentes concentrações de portadores. A susceptibilidade apresenta uma forte dependência com a temperatura. A temperatura na qual o pseudogap se abre, T*(p), foi estimada a partir da análise dos dados experimentais com um modelo fenomenológico que simula o efeito do pseudogap através de uma depressão do tipo triangular na densidade de estados no nível de Fermi. Um estudo sistemático do coeficiente Hall, RH, na fase normal em função da temperatura foi realizado em monocristais com 0,112 ≤ p ≤ 0,173. Os resultados experimentais foram ajustados em função de T para diferentes dopagens supondo que o coeficiente Hall total é composto por um termo ordinário somado a uma contribuição anômala. O termo anômalo é bem descrito por uma lei de “cut-off”, na qual, o parâmetro característico reproduz a temperatura de pseudogap, T*(p). Tais resultados evidenciam a correlação entre RH(T, p) e o fenômeno do pseudogap. Medidas de densidade de energia cinética, Ek, na fase supercondutora foram realizadas em diversos monocristais com diferentes concentrações de portadores. A magnitude de Ek em temperaturas próximas a Tc exibe um máximo em p ≈ 0,18. Este mesmo comportamento foi observado na densidade de superfluido, S . A variação de Ek e S com p é dominada pela escala de energias do pseudogap. De modo geral, os resultados obtidos apontam para um cenário em que a linha T*(p) representa um “crossover” e que o fenômeno do pseudogap é originado por excitações magnéticas.This Thesis presents an experimental study of the pseudogap effects on the magnetic and magneto-transport properties of Bi2Sr2CaCu2O8+δ (Bi-2212) single crystals grown by the self-flux method. Single crystals with different oxygen concentrations were obtained by appropriated heat treatment in vacuum or under oxygen pressure. It was possible to explore both sides of the superconducting dome, with the carrier density varying between p = 0,092 and p = 0,194, where p is the number of holes per Cu-O2 atomic plane. Magnetic susceptibility measurements in the normal phase were made for samples with different carrier concentration. The susceptibility shows a strong temperature dependence. The temperature at which the pseudogap opens, T*(p), was estimated through experimental data analyses using a phenomenological model that simulates the pseudogap effects through a triangular-like density of states at the Fermi level. A systematic study of the Hall coefficient, RH, in the normal phase as a function of the temperature was carried out in single crystals with 0,112 ≤ p ≤ 0,173. The experimental results were adjusted as a function of T for different dopings assuming that the total Hall coefficient is composed by an ordinary term plus an anomalous contribution. The anomalous term is well described by a cut-off law, in which the characteristic parameter reproduces the pseudogap temperature, T*(p). Such results are an evidence of the correlation between RH(T,p) and the pseudogap phenomenon. Measurements of the kinetic density energy, Ek, in the superconducting phase were made in several single crystals with different carrier concentrations. The magnitude of Ek for temperatures close to Tc shows a maximum at p ≈ 0,18. This same behavior was observed in the superfluid density, S . The change of the Ek and S as a function of the hole concentration is ruled by the pseudogap energy scale. In general, our results are in accordance with a scenario in which the T*(p) line represents a crossover and the pseudogap phenomenon is originated by magnetic excitations
Estudo dos fenômenos de magnetotransporte em filmes finos de YBa2Cu3O7-σ com diferentes concentrações de oxigênio
Full text linkEste trabalho apresenta uma investigação experimental de propriedades de magnetotransporte em filmes finos de YBa2Cu3O7-d preparados segundo um método que envolve uma etapa de deposição química. Filmes com diferentes concentrações de oxigênio foram obtidos mediante processos de implantação iônica e desoxigenação por recozimento em temperaturas elevadas. Desta forma foi possível estudar amostras em diferentes estados de dopagem. Foram feitas observações sistemáticas de excesso de voltagem transversal no entorno da transição normal-supercondutor numa significativa fração das amostras preparadas. Estas observações foram atribuídas à microestrutura granular dos filmes, que se comportam como realizações experimentais do modelo de vidro quiral supercondutor. Esta interpretação foi corroborada por medidas dos efeitos de flutuações térmicas na condutividade longitudinal, as quais levaram à identificação de um regime genuinamente crítico dominado pela termodinâmica de modelo de vidro quiral. Medidas sistemáticas de efeito Hall na fase normal dos filmes finos estudados foram interpretadas através da suposição de que uma contribuição anômala, dependente da temperatura, existe em adição ao termo ordinário. A contribuição anômala é bem descrita por uma lei exponencial de cut-off cujo parâmetro característico varia com o estado de dopagem das amostras tal como a temperatura de pseudogap. Tais resultados apontam para a existência de estreita correlação entre o efeito Hall dependente da temperatura dos cupratos supercondutores e o fenômeno do pseudogap.This work reports on experimental magnetotransport results in the thin films of grown by a chemical deposition method. Films with different oxygen contents were prepared using ion implantation and high temperature annealing processes. Samples with several doping levels were thus available. Systematic observation of the excess transversal voltage effect were performed near TC in several of the studied samples. The effect was attributed to the granular microstructure of the chemically prepared films, that behave as experimental realizations of the superconducting chiral glass model. Results obtained from thermal fluctuation studies of the longitudinal conductivity near TC reinforces this interpretation. The Hall effect in the normal phase was systematically studied. The results were described by supposing that an anomalous and temperature dependent contribution adds to the ordinary term. The anomalous Hall resistivity is well described by an exponential cut-off law where the characteristic parameter is a measure of the doping dependent pseudogap temperature. These results indicate that a strong correlation exists between the temperature dependent Hall resistivity and the pseudogap phenomenon in the high temperature cuprate superconductors
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