Caracterización y respuesta dinámica de la red de vórtices en monocristales de YBCO con distinto contenido de oxígeno - Moreno, Alejandro Javier (2007)
Las propiedades estáticas y dinámicas de las redes de vórtices (RV) en superconductores de tipo II conforman un campo activo de estudio tanto desde el punto de vista de aplicaciones tecnológicas como del estudio de la física básica. La estructura de la RV condensa en una diversidad de fases debido a la competencia entre las energías de interacción de los vórtices entre sí, de éstos con el desorden del material superconductor y las fluctuaciones térmicas. En los compuestos superconductores de alta temperatura crítica el efecto del dopaje, es decir de la alteración del número de portadores disponibles, es de interés ya que estos materiales presentan una rica variedad de fases con comportamientos magnéticos diferentes. En la fase superconductora la modificación de los niveles de portadores mediante cambios en el contenido de oxígeno permite estudiar la interacción de la materia de vórtices con los defectos generados por la propia desoxigenación, pudiéndose estudiar la relevancia de los distintos mecanismos de anclaje a diferentes temperaturas y campos magnéticos. En particular es de interés el estudio de la dinámica de los vórtices cuando la excitación es de carácter oscilatorio. El objetivo de esta tesis fue el de medir la respuesta del flujo magnético en monocristales de YBCO con maclas, con distinto contenido de oxigeno, para estudiar el efecto de la desoxigenación en las interacciones entre vórtices en los diversos mecanismos de anclaje. En esta tesis se han empleando las técnicas de susceptibilidad ac, magnetización dc y magnetización remanente con un método ac no convencional. Estas técnicas involucran tiempos característicos de medición diferentes (desde algunas centésimas de milisegundo a algunos minutos) por lo que permiten explorar si hay aumento o disminución de anclaje del flujo magnético con el grado de desoxigenación en diferentes ventanas temporales. Además se estudió como cambia la dinámica de la RV en función de la historia termomagnética de la muestra, en particular se estudió el efecto de aplicar a la red de vórtices oscilaciones de campos alternos de gran amplitud para estudiar el orden y la movilidad de la misma. Las mediciones dinámicas de susceptibilidad ac fueron descriptas en el marco de un modelo fenomenológico que incluye el efecto de los centros de anclaje y de los procesos de relajación por activación térmica. Se obtuvieron los parámetros del modelo como la densidad de corriente crítica a T = 0, la escala típica de los potenciales de anclaje y la velocidad de propagación media del vórtice, y se determinó el régimen de anclaje para muestras oxigenadas y desoxigenadas. Las mediciones dinámicas de magnetización remanente, realizadas mediante una técnica no convencional, fueron descriptas en el marco de un modelo de estado crítico que incluyen relajación por activación, para determinar las corrientes críticas efectivas. Mediante mediciones de magnetización dc se estudiaron los mecanismos de anclaje a distintos campos y temperaturas midiéndolos en una escala temporal mucho mayor que la empleada en las técnicas anteriores. Hemos observado que en todos los casos, las muestras desoxigenadas presentan menor anclaje en volumen que las muestras bien oxigenadas y que en los cristales con bajo contenido de oxígeno se hace más relevante la presencia de barreras de superficie para la penetración de flujo magnético en un rango amplio de temperaturas. El anclaje es mayor en las muestras oxigenadas posiblemente porque éstas se encuentran en un régimen de anclaje de vórtice individual en un amplio rango de temperaturas y campos, mientras que la desoxigenación hace predominante el régimen de anclaje colectivo, tal vez debido a que crece el rango efectivo de interacción vórtice - vórtice. A temperaturas cercanas a la de transición, las barreras superficiales se hacen más efectivas independientemente del contenido de O. En los cristales oxigenados hemos observado que la aplicación de campos alternos de gran amplitud no puede ordenar una red previamente desordenada y que a su vez desordena una red previamente ordenada. Los efectos de memoria observados en cristales oxigenados están ausentes en los cristales desoxigenados para el mismo rango de campos y temperaturas.