Estudos de relaxação magnética em supercondutores do tipo - II

Orientador: Oscar Ferreira de LimaTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb WataghinResumo: Apresentamos neste trabalho estudos de relaxação magnética em amostras supercondutoras de Y1Ba2CU3O7-d . Utilizamos um monocristal crescido em cadinho de zircônia, com Tc~ 90 K e DT ~ 2 K; e uma amostra MTG solidificada direcionalmente com 17 % de Y211, Tc~ 91 K e D T ~ 2 K para H = 10 Oe. Discutimos de uma forma simplificada os aspectos mais relevantes do processo de relaxação magnética em supercondutores do Tipo-II, focando principalmente na teoria de movimentação coletiva de vórtices. Analizamos medidas de relaxação magnética de longa duração, obtida através de medidas de curvas de M x tempo para a amostra MTG, onde encontramos os valores do expoente de flux creep m para o regime de movimentação elástica dos vórtices. Descrevemos um comportamento anômalo nas curvas de M x T, medidas no aquecimento (FCW), após baixar a temperatura T de um valor acima de Tc para outro bem abaixo, sob um campo aplicado H. Estas curvas apresentam um aumento do diamagnetismo (-M) com T, passando por um mínimo antes de voltar a crescer rapidamente até atingir a linha de base normal. Analisamos várias destas curvas, medidas no monocristal e na amostra MTG, sob diferentes campos H. Testamos leis de escala para o eixo da magnetização provenientes da teoria de Collective Flux Creep. Introduzimos 3 diferentes janelas de tempo, 2, 5 e 10 minutos, com a finalidade de observarmos intervalos pequenos de relaxação. Este é um método experimental inédito para abordar o problema de creep coletivo, que acreditamos ser de grande utilidade para complementar os estudos tradicionais baseados apenas na relaxação temporal longa da magnetização. Observamos também a ocorrência de um outro tipo de "pico diamagnético", ou mínimo na magnetização, observado bem próximo a Tc apenas para campos baixos (H < 100 Oe), em amostras policristalinas, granulares e monocristal de baixa qualidade. Esta anomalia foi denominada de "efeito dip" e foi satisfatoriamente interpretada como uma consequência do aprisionamento de fluxo nas regiões intergranulares (weak links) durante o resfriamento, com subsequente liberação durante a medida no aquecimento (FCW)Abstract: We present in this work a study of magnetic relaxation in superconducting Y1Ba2CU3O7-d samples. We have used a single crystal grown in zirconia crucible, with Tc ~ 90 K and D T ~ 2 K; and a directionally solidified MTG sample with 17 % of Y211, Tc ~ 91 K and .D T ~ 2 K for H = 10 Oe. We discuss in a simplified manner the most relevant aspects of the magnetic relaxation process in type-II superconductors, focusing mainly on the collective vortex creep theory. We analyze long duration magnetic relaxation measurements, obtained through M x time curves for the MTG sample, where we find the values of the flux creep exponent µ for the elastic vortex movement regime. We describe an anomalous behavior of the M x T curves, measured on warming (FCW), after lowering the temperature T from a value above Tc to another one well below, under an applied field H. These curves present an increase in diamagnetism (-M) with T, passing through a minimum before rapidly rising again until reaching the normal state base line. We analyze several of these curves measured in the single crystal and the MTG samples, under different fields H. We have tested scaling laws for the magnetization axis derived from the Collective Flux Creep theory. We introduce 3 different time windows, 2, 5 and 10 minutes, to observe small relaxation intervals. This is a novel experimental method to address the collective creep problem, which we believe is very useful to complement the traditional studies based only on long temporal relaxation of the magnetization. We have also observed the occurrence of another type of diamagnetic peak or magnetization minimum, near Tc and only for low fields (H < 100 Oe), in policrystaline, granular and low quality single crystal samples. This anomaly is called "dip effect" and is satisfactorily interpreted as a consequence of flux pinning inintergranular regions (weak links) during cooling, with subsequent liberation during the warming measurement (FCW)DoutoradoFísicaDoutora em Ciência