Eletromigração em dispositivos multiterminais de YBCO

• Processo: 25/03723-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 18 de agosto de 2025
• Data de Término da vigência: 17 de agosto de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Maycon Motta
• Beneficiário: Caio Cesar Quaglio Gomes
• Supervisor: Alejandro Vladimiro Silhanek
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Université de Liège (ULg), Bélgica
• Vinculado à bolsa: 23/11915-1 - Eletromigração em nanoestruturas supercondutoras de YBCO, BP.DD
• Assunto(s): Supercondutividade
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: dispositivos multiterminais | Eletromigração | weak-link | Ybco | Supercondutividade

Resumo

Dispositivos supercondutores multiterminais exibem propriedades-chave relevantes para aplicações tecnológicas, incluindo sensores, filtros de interferência, eletrônica supercondutora e bits quânticos (transmons). Nestes dispositivos, a presença de múltiplos contatos de tensão e corrente permite a medição local de respostas elétricas, a injeção de quasi-partículas e o controle por campo elétrico (gating), entre outras funcionalidades. Em particular, estudos anteriores mostraram que, em dispositivos multiterminais à base de nióbio, as propriedades supercondutoras podem ser seletivamente modificadas pela aplicação de corrente elétrica, induzindo um efeito de eletro-recozimento local (electroannealing - EA). Esse processo influencia a cristalinidade do metal e, consequentemente, sua temperatura crítica supercondutora. A supressão localizada da supercondutividade pode levar à formação de um elo fraco (weak-link), transformando efetivamente o dispositivo em uma junção Josephson. Em supercondutores mais complexos, como o YBa2Cu3O7-d (YBCO), um cuprato de alta temperatura crítica, a corrente elétrica tem sido utilizada para ajustar localmente a concentração de vacâncias de oxigênio por meio da eletromigração (EM), um processo de difusão atômica induzido por altas densidades de corrente. Como as propriedades microestruturais e supercondutoras do YBCO são altamente sensíveis à quantidade de oxigênio, essa abordagem oferece um meio direto para explorar seu rico diagrama de fases e modular suas propriedades supercondutoras. Este projeto de estágio tem como objetivo investigar a eletromigração em dispositivos de YBCO com três e quatro terminais, visando criar e controlar weak-links em regiões selecionadas através da aplicação de corrente elétrica. O grupo de pesquisa anfitrião possui ampla expertise em EA e EM de supercondutores metálicos e cupratos, além de vasta experiência com diferentes geometrias de dispositivos em escalas de baixa dimensionalidade. Esses estudos devem contribuir para uma melhor compreensão das modificações induzidas por EM no YBCO e para o desenvolvimento de novas estratégias para aplicações em dispositivos supercondutores.