Crescimento de monocristais de dicalcogênios de protótipo CdI2 e investigação das propriedades supercondutoras

Autor(es)

Lucas Eduardo Corrêa

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Lorena.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Escola de Engenharia de Lorena (EEL/ASDI)
• Data de defesa: 2022-12-16

Membros da banca

Antonio Jefferson da Silva Machado; José Albino Oliveira de Aguiar; Enzo Granato; Iakov Veniaminovitch Kopelevitch

• Orientador: Antonio Jefferson da Silva Machado

Resumo

Esse trabalho explora de forma sistemática a intercalação de átomos de terras raras, bem como de metais de transição no material hospedeiro ZrTe2. O hospedeiro ZrTe2 é um material com topologia não trivial chamado hoje de semimetal de Dirac. Nesse sentido, a supercondutividade que emerge desse hospedeiro pode apresentar um comportamento não convencional. Os resultados aqui apresentados revelam que defeitos no sítio de Te no ZrTe2 exibe supercondutividade nas proximidades de 3,2 K. Esse, portanto, é um resultado que revela pela primeira vez que este semimetal de Dirac pode exibir um comportamento supercondutor. As intercalações de níquel são capazes de induzir supercondutividade no material hospedeiro com temperatura crítica de onset de 4,5 K. É demonstrado, sem ambiguidade, a coexistência entre supercondutividade e instabilidade chamada de Charge Density Wave (CDW) no monocristal de composição geral Ni0.04ZrTe2 sendo, portanto, um exemplo raro de dois fenômenos competitivos sobrevivendo no mesmo material. A intercalação de cobalto revela, além de um comportamento supercondutor nas proximidades de 3,5 K, um material com um comportamento reentrante em altos campos magnéticos aplicados. Embora não tenhamos uma explicação clara para este efeito, os resultados sugerem uma supercondutividade não convencional, catalisada por campo magnético, onde os pares de Cooper não apresentam coerência de fase na temperatura próxima de 15,0 K. Quando disprósio é intercalado no material hospedeiro (ZrTe2), um comportamento supercondutor do tipo domo surge, indicando uma supercondutividade não convencional. Os pares de Cooper parecem ser mediados por algum tipo de flutuação magnética. Todos os resultados supercondutores são melhores explicados dentro de um cenário de material multibanda. Este comportamento multibanda parece estar relacionado como uma propriedade intrínseca do ZrTe2. Estes resultados foram obtidos em monocristais de alta qualidade química e cristalográfica. Neste sentido, esta tese contribuiu para a criação de um novo método de crescimento que chamamos de ICVT do acrônimo em inglês Isothermal Chemical Vapor Transport. As interpretações nesta tese são sustentadas por medidas de: difração de raios X, medidas termoelétricas, calor específico, resistividade, magnetização, microanálise por Energy Dispersive Spectroscopy - EDS e Induced Coupled Plasma ICP. (AU)

• Processo FAPESP: 18/08819-2 - Crescimento de monocristais de dicalcogênios de protótipo CdI2 e investigação de propriedades supercondutoras
• Beneficiário: Lucas Eduardo Corrêa
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado