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Supercondutividade em escalas macro e mesoscópica: síntese de materiais cerâmicos e simulações computacionais usando a teoria TDGL

Processo: 16/12390-6
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de outubro de 2016 - 31 de março de 2019
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Rafael Zadorosny
Beneficiário:Rafael Zadorosny
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia (FEIS). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Ilha Solteira. Ilha Solteira , SP, Brasil
Pesq. associados:Adenilson José Chiquito ; Edson Sardella ; José José Barba Ortega ; Maycon Motta ; Wilson Aires Ortiz
Auxílios(s) vinculado(s):17/50382-8 - Superconducting nanowires for high-field applications, AP.R
Assunto(s):Materiais compósitos  Materiais cerâmicos  Supercondutividade  Nanofios  Fenômenos de transporte  Teoria de Ginzburg-Landau  Simulação por computador 

Resumo

Esta proposta está voltada para duas linhas de pesquisa distintas na área de supercondutividade/materiais supercondutores em escala macro e nanométrica. Uma delas, na linha experimental, focada na produção e caracterização estrutural, elétrica e magnética de nanofibras e nanofios de supercondutores não convencionais, tais como os óxidos. Propomos o estudo do YBCO em suas estequiometrias Y123 e Y358 e do BSCCO (B2212). As amostras serão produzidas pela técnica de Solution Blow Spinning e as soluções precursoras serão obtidas por processos Sol-Gel. Os espécimes resultantes serão analisados e caracterizados via análises térmicas (TGA/DTA), difração de raios x, energia dispersiva de raios x, microscopia eletrônica de varredura, magnetometria e transporte elétrico. As duas últimas serão essenciais para as análises das propriedades supercondutoras, incluindo estudos da supercondutividade de weak links. A outra linha de pesquisa está voltada ao estudo teórico de materiais supercondutores de dimensões mesoscópicas. A motivação de se estudar tais materiais é que, devido aos avanços das técnicas de nanofabricação, estudos experimentais de supercondutores estruturados e de dimensões mesoscópicas se tornaram factíveis. Uma das aplicações de destaque desses materiais são os single photon detectors. Nesses dispositivos é injetada uma corrente próxima à corrente crítica do material. Quando um fóton atinge o supercondutor, o local da incidência é aquecido levando o material para o estado normal. Cria-se, então, um estado resistivo cuja resposta é um pico no potencial medido e, então, ocorre a detecção do fóton. Contudo, com o transporte de altas correntes, nesses materiais há a possibilidade do surgimento de estados resistivos devido à nucleação de vórtices cinemáticos gerados pela formação das ditas phase slip lines (e não por campos magnéticos, como são os vórtices de Abrikosov). Assim, o conhecimento mais profundo dos mecanismos de dissipação em supercondutores mesoscópicos é de grande importância além de ser uma área pouco explorada. Os estudos teóricos serão realizados por simulações computacionais resolvendo-se as equações de Ginzburg-Landau dependentes do tempo devidamente adaptadas para se considerar processos de dissipação de energia e difusão térmica. (AU)

Publicações científicas (5)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
DUARTE, E. C. S.; PRESOTTO, A.; OKIMOTO, D.; SOUTO, V. S.; SARDELLA, E.; ZADOROSNY, R. Use of thermal gradients for control of vortex matter in mesoscopic superconductors. JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER, v. 31, n. 40 OCT 9 2019. Citações Web of Science: 0.
ROTTA, M.; MOTTA, M.; PESSOA, A. L.; CARVALHO, C. L.; ORTIZ, W. A.; ZADOROSNY, R. Solution blow spinning control of morphology and production rate of complex superconducting YBa2Cu3O7-x nanowires. JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE-MATERIALS IN ELECTRONICS, v. 30, n. 9, p. 9045-9050, MAY 2019. Citações Web of Science: 0.
ROTTA, MAYCON; NAMBURI, DEVENDRA K.; SHI, YUNHUA; PESSOA, ALEXSANDER L.; CARVALHO, CLAUDIO L.; DURRELL, JOHN H.; CARDWELL, DAVID A.; ZADOROSNY, RAFAEL. Synthesis of Y2BaCuO5 nano-whiskers by a solution blow spinning technique and their successful introduction into single-grain, YBCO bulk superconductors. CERAMICS INTERNATIONAL, v. 45, n. 3, p. 3948-3953, FEB 15 2019. Citações Web of Science: 2.
BARBA-ORTEGA, J.; SARDELLA, EDSON; ZADOROSNY, R. Influence of the deGennes extrapolation parameter on the resistive state of a superconducting strip. Physics Letters A, v. 382, n. 4, p. 215-219, JAN 30 2018. Citações Web of Science: 9.
DUARTE, E. C. S.; SARDELLA, E.; ORTIZ, W. A.; ZADOROSNY, R. Dynamics and heat diffusion of Abrikosov's vortex-antivortex pairs during an annihilation process. JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER, v. 29, n. 40 OCT 11 2017. Citações Web of Science: 5.

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