Estudo de sistemas supercondutores mesoscópicos

Resumo

Nas últimas duas décadas, os avanços ocorridos nas técnicas de nanofabricação permitiram a produção e uma intensa investigação da dinâmica de vórtices e das propriedades de supercondutores estruturados e de dimensões mesoscópicas. Tais sistemas apresentam diversos comportamentos exóticos e, por conta disso e de outros aspectos, tais materiais vem sendo estudados tanto experimental quanto teoricamente. Desta forma, o presente projeto foca-se no estudo da dinâmica de vórtices usando as equações de Ginzburg-Landau dependentes do tempo, TDGL, em simulações computacionais de sistemas supercondutores não só mesoscópicos, como também mascroscópicos e estruturados. Esta técnica nos permite visualizar tanto as configurações estacionárias dos vórtices como a evolução destes em um estado de não equilíbrio. Assim, acompanharemos a evolução do sistema controlando as variáveis termodinâmicas de temperatura e de campo além da presença e disposição de defeitos na amostra. Usaremos, ainda, as equações TDGL para estudar possíveis efeitos de "current crowding" nos mesmos sistemas e relacioná-lo tanto com a morfologia apresentada pelas penetrações dendríticas quanto com possíveis efeitos catraca que surgem quando da aplicação de uma corrente de transporte na presença de um campo magnético. Cabe realçar que nosso interesse nestes estudos tem caráter essencialmente fundamental, focado na compreensão dos mecanismos determinantes da resposta magnética de sistemas permeados por defeitos que atuam como centros de aprisionamento de fluxo e mesmo como estes afetam a dinâmica de vórtices no material. Suas implicações, contudo, podem se estender ao ramo das aplicações em vista do papel crucial desempenhado pelo efeito de "current crowding" e pelas interações vórtices-centros de aprisionamento na limitação da corrente crítica de supercondutores. (AU)