Teorías fenomenológicas del tipo Ginzburg-Landau en el ámbito de superconductores no convencionales con fases nemáticas - Severino, Ramiro Sebastián (2025)
En las últimas décadas gran parte de la investigación en superconductividad se ha concentrado en torno a materiales cuya superconductividad se clasifica como no convencional. Estos superconductores no entran dentro de la descripción microscópica de Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS). En el año 2008 fue descubierta una familia de superconductores basados en hierro que desde entonces ha sido ampliamente estudiada tanto teórica como experimentalmente. Una de las propiedades más notables de estos compuestos es la aparición de anisotropías en las propiedades ópticas y de transporte que teóricamente han sido vinculadas con la existencia de fases nemáticas electrónicas. Si bien no existe un consenso sobre el origen microscópico de la nematicidad, es posible abordar el problema desde una perspectiva fenomenológica en el marco del formalismo Ginzburg-Landau. En esta tesis aplicamos una extensión dependiente del tiempo del formalismo Ginzburg-Landau (TDGL) para estudiar la dinámica acoplada de dos parámetros de orden, uno real tipo Ising para la nematicidad electrónica y otro complejo tipos para la superconductividad. Para ello, desarrollamos métodos espectrales, adaptando técnicas ya utilizadas en el área de dinámica de condensados de Bose-Einstein. Se estudiaron dos tipos de acoples entre los parámetros de orden de la teoría: uno bicuadrático y otro trilineal que espontáneamente rompe la simetría cristalina. En primera instancia estudiamos la interacción entre vórtices en presencia de nematicidad, determinando de qué manera la nematicidad modifica la frontera entre superconductividad tipo I y tipo II. Luego, estudiamos la interacción entre un vórtice y una pared de dominio nemática en función de los valores de los acoples entre nematicidad y superconductividad. Mostramos que la interacción entre paredes y vórtices puede ser tanto atractiva como repulsiva, en función de los parámetros, y que la anisotropía en los vórtices produce una fuerza en la dirección de la pared que desvía sus trayectorias. Por último, proponemos mecanismos de trampas que permiten estudiar el problema de múltiples vórtices y la forma en que estos se organizan, tanto en un fondo de nematicidad constante como en presencia de paredes de dominio nemáticas.