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Estudo do estado resistivo de supercondutores mesoscópicos de espessura finita

Processo: 20/10058-0
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de abril de 2021 - 31 de março de 2023
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Edson Sardella
Beneficiário:Edson Sardella
Instituição Sede: Faculdade de Ciências (FC). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Bauru. Bauru , SP, Brasil
Pesquisadores associados:Rafael Zadorosny
Assunto(s):Supercondutividade  Vórtices 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Curvas características I-V | Efeitos tridimensionais | Estado Resistivo | gradiente térmico | Supercondutores de multi-banda | Vórtices Cinemáticos | Supercondutividade

Resumo

O presente trabalho tem como objetivo principal o estudo do estado resistivo de supercondutores mesoscópicos de espessura finita. Com os avanços em técnicas experimentais, tornou-se possível nas últimas décadas a fabricação de dispositivos supercondutores em escala nanométrica. Tendo em vista que a aplicação de correntes é fundamental para o funcionamento destes dispositivos, o estudo de amostras supercondutoras com correntes aplicadas ganhou enorme atenção na literatura. É bem conhecido que tal configuração apresenta a possibilidade da formação de um estado resistivo, onde, acima de uma corrente crítica, a supercondutividade coexiste com uma diferença de potencial através da amostra e linhas de deslizamento de fase (PSL's) ou vórtices cinemáticos são periodicamente formados. Devido ao grande desafio computacional que este problema apresenta, os trabalhos existentes na literatura utilizam aproximações, como a negligência do auto-campo gerado pelas correntes supercondutoras, para tornar o problema bidimensional. Recentemente, no entanto, foi mostrado que a distribuição dessas correntes e, consequentemente, o auto-campo gerado por elas, desempenha um papel importante na dinâmica do estado resistivo. Tal resultado questiona a aproximação acima citada e exige uma análise mais detalhada, que o presente projeto pretende desenvolver. Propõe-se aqui a resolução completa do problema em três dimensões, considerando assim tanto os efeitos do auto-campo, quanto os efeitos de desmagnetização devido ao tamanho finito da amostra supercondutora. Com isso, será possível o estudo, sem quaisquer aproximações, dos efeitos do auto-campo na dinâmica do estado resistivo de filmes supercondutores com corrente aplicada, bem como os efeitos das componentes não transversais do auto-campo, até hoje não estudadas diretamente. Paralelamente a isso, o poder computacional que o presente projeto proporcionará, faz com que seja possível o estudo do estado resistivo para outras configurações, como é o caso dos supercondutores de múltiplas bandas, que ganharam enorme importância nos últimos anos devido à descoberta de novos materiais supercondutores. Apesar desse interesse, o estado resistivo desses materiais permanece ainda restrito para o caso de filamentos. O presente projeto visa ampliar esses estudos para o caso de filmes, estudando os processos de deslizamento de fase e criação de vórtices cinemáticos, até o momento inexplorados pela literatura. Ainda outro caso que o presente projeto tem como objetivo estudar é a aplicação de um gradiente térmico simultaneamente à corrente. É bem conhecido que a presença de um gradiente térmico afeta a configuração de vórtices, atuando como um mecanismo de pinning. Tendo em vista a possível utilização deste efeito em dispositivos supercondutores, a investigação do estado resistivo nesta configuração se revela importante e ainda pouco explorada. (AU)

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Publicações científicas (7)
(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)
DE OLIVEIRA, ISAIAS G.; CADORIM, LEONARDO R.; ROMAGUERA, ANTONIO R. DE C.; SARDELLA, EDSON; GOMES, RODOLPHO R.; DORIA, MAURO M.. The spike state in type-I mesoscopic superconductor. Physics Letters A, v. 406, . (20/03947-2, 20/10058-0)
DE TOLEDO, LUCAS VENEZIANI; PRESOTTO, ALICE; CADORIM, LEONARDO RODRIGUES; FILENGA, DAVI; ZADOROSNY, RAFAEL; SARDELLA, EDSON. Clusters of vortices induced by thermal gradient in mesoscopic superconductors. Physics Letters A, v. 406, . (20/03947-2, 20/10058-0, 19/24618-0)
SOUTO, V. S.; DUARTE, E. C. S.; SARDELLA, E.; ZADOROSNY, R.. Kinematic vortices induced by defects in gapless superconductors. Physics Letters A, v. 419, . (20/10058-0, 16/12390-6)
BERGER, JORGE; SARDELLA, EDSON. Attempt to describe phase slips by means of an adiabatic approximation. PHYSICA C-SUPERCONDUCTIVITY AND ITS APPLICATIONS, v. 603, p. 6-pg., . (20/10058-0)
DUARTE, E. C. S.; SARDELLA, E.; SARAIVA, T. T.; VASENKO, A. S.; ZADOROSNY, R.. Comparing energy dissipation mechanisms within the vortex dynamics of gap and gapless nano-sized superconductors. MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING B-ADVANCED FUNCTIONAL SOLID-STATE MATERIALS, v. 296, p. 9-pg., . (16/12390-6, 20/10058-0)
CADORIM, LEONARDO RODRIGUES; TOLEDO, LUCAS VENEZIANI DE; ORTIZ, WILSON AIRES; BERGER, JORGE; SARDELLA, EDSON. Closed vortex state in three-dimensional mesoscopic superconducting films under an applied transport current. PHYSICAL REVIEW B, v. 107, n. 9, p. 8-pg., . (20/03947-2, 21/04655-8, 19/24618-0, 20/10058-0)
DOS SANTOS, RODOLFO CARVALHO; DUARTE, ELWIS CARLOS SARTORELLI; OKIMOTO, DANILO; PRESOTTO, ALICE; SARDELLA, EDSON; MOTTA, MAYCON; ZADOROSNY, RAFAEL. Influence of pinning centers of different natures on surrounding vortices. Physics Letters A, v. 458, p. 8-pg., . (18/06575-9, 16/12390-6, 20/10058-0)

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