Resposta magnética de supercondutores estruturados: dependência com a granulometria

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2010

RESUMO

A máxima corrente crítica que pode ser transportada através de um supercondutor granular é, em geral, limitada pela corrente crítica dos elos fracos (EFRs) que acoplam grãos vizinhos. Para amostras cuja distribuição de correntes críticas intergranulares é suficientemente estreita, a dependência da suscetibilidade-AC com a temperatura, ( ) ( ) ( ) ACχ T=χT+iχ T, exibe uma estrutura característica, com dois patamares em χ e dois picos em χ . A ocorrência de um pico intergranular estreito evidencia um bom controle da distribuição dos EFRs no que se refere à sua capacidade de transporte, o quê, em geral, depende de parâmetros que podem ser controlados durante a produção de amostras granulares. Para estudar a retenção de fluxo magnético em amostras supercondutoras é preciso entender o comportamento dos elos fracos. A capacidade de blindagem e aprisionamento de uma amostra supercondutora reflete-se diretamente em seu ciclo de histerese que, devidamente tratado, revela a máxima capacidade de transporte de corrente da amostra. Neste trabalho de mestrado, utilizamos pó de nióbio para estudar a resposta magnética das regiões intergranulares de pastilhas formadas a partir da compactação do pó, tratando de compreender o papel de três parâmetros empregados na preparação da pastilha: a pressão de compactação do pó, o tamanho dos grãos e a sua dispersão. Estudamos a dependência da resposta magnética (magnetização e suscetibilidade AC) com tais parâmetros controláveis. Dissertação de Mestrado Alonso Campoi Trípodi Constatamos que amostras preparadas com maiores pressões têm maior capacidade de aprisionamento de fluxo magnético na região intergranular e EFRs mais fortes. Por outro lado, amostras com partículas maiores têm EFRs com temperaturas críticas mais altas, ou seja, pastilhas fabricadas com partículas maiores exibem uma supercondutividade mais robusta. Observamos o Efeito Meissner Paramagnético, na forma de reentrâncias em curvas de Magnetização em função da Temperatura. Comparando pastilhas com diferentes tamanhos de grãos, o ancoramento dos fluxo foi mais eficaz em amostras com partículas grandes e pequena dispersão de tamanho. Verificamos também o caráter metaestável de estados preparados de modo que houvesse fluxo aprisionado, comparando medidas de magnetização antes e depois da aplicação de um campo AC, que causa desprendimento parcial do fluxo magnético aprisionado em regiões intergranulares, efeito similar ao chamado Vortex Shaking. Realizamos também experimentos em função do campo magnético aplicado - os chamados laços de histerese - com vistas à obtenção da dependência da corrente crítica com o campo magnético aplicado, empregando para isso um modelo de estado crítico. Verificamos que para temperaturas mais baixas a densidade de corrente crítica é maior para pastilhas com partículas maiores e pequena dispersão de tamanho. Em resumo, nossos resultados indicam claramente que, para uma mesma granulometria, maiores pressões de compactação propiciam respostas mais diamagnéticas, bem como EFRs com transições mais estreitas e que desligam em temperaturas mais altas. Por outro lado, para uma mesma pressão de compactação em pastilhas com pequena dispersão de tamanho, partículas maiores levam à criação de EFRs mais fortes.

ASSUNTO(S)

corrente crítica granular materials nióbio fisica supercondutividade

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