Configuração, anisotropia e defeitos em uma rede de vórtices na presença de nanoarmadilhas

Desde o trabalho de Abrikosov em 1957, tem se tornado clara a existência e a estabilidade de uma rede de linhas de fluxo magnético (vórtices) em certas faixas de campo e temperatura em supercondutores do tipo II. Submetidos a correntes ou flutuações térmicas, os vórtices movimentam-se na amostra supercondutora de forma a gerar dissipação térmica. Porém, tais perdas são danosas para a grande maioria das aplicações tecnológicas atuais, sempre tentando alcançar correntes elétricas livres de resistividade. Nestes casos, evitar a dissipação ou ruído na voltagem nada mais é do que evitar o movimento destas linhas de fluxo magnético. Uma das formas mais eficazes e práticas de se reduzir o movimento não desejado dos vórtices é introduzir centros de aprisionamento artificial ( pinning artificial). Estes centros de aprisionamento são introduzidos por técnicas de nanofabricação que podem produzir configurações aleatórias ou regulares de pinning . Neste último caso, redes de centros de ancoragem induzem configurações de rede de vórtices cuja corrente crítica é superior `a encontrada em rede de vórtices submetida a centros de pinning aleatórios. Tal fato se dá basicamente devido ao efeito de matching e comensurabilidade entre as duas redes. Assim, caracterizar estas fases dependendo da densidade de vórtices e da simetria da rede de aprisionamento é de suma importância para aplicação tecnológica atual e futura. Além do apelo tecnológico, a interação entre vórtices e pinning é um modelo prático e simples de interação entre uma rede elástica e um substrato periódico e, assim, consegue ser generalizado para uma grande variedade de sistemas na matéria condensada incluindo colóides sobre substratos periódicos ou lasers de interferência, átomos adsorvidos em uma superfície, vórtices em arranjos de junções Josephson e assim por diante. Esta tese tem como objetivo estudar as configurações de equilíbrio, proliferação de defeitos e o derretimento de redes de vórtices em sistemas bidimensionais encontrados em filmes finos supercondutores. As configurações de redes de vórtices mostram-se ter dependência não trivial com o campo externo magnético aplicado. Estes vórtices estão sob a ação de diversos arranjos regulares de centro de ancoragem: redes quadradas, retangulares, calhas e etc. O fenômeno do derretimento foi observado levando em consideração o papel dos defeitos topológicos (deslocações, disclinações). O aparecimento destes defeitos topológicos depende diretamente da simetria da rede de vórtices em relação à rede de ancoragem bem como o valor da temperatura do sistema. Diversas densidades de vórtices foram estudadas, isto é, diversos valores de campo externo foram analisados. Em casos especiais, pode-se encontrar cristalização anisotrópica resultando em uma fase esmética. Esta fase esmética é vista ser induzida em valores de densidade de vórtices específicos bem como em simetrias específicas de arranjo de ancorage