Efeito de proximidade gigante em supercondutores cupratos

Abstract

Nesta dissertação é desenvolvido um modelo para tratar o efeito de proximidade gigante nos supercondutores de alta Tc, para os quais as medidas possuem mais de 20 anos e ainda não há uma teoria que explique estes resultados. Vamos tratar um sistema de tri-camada composto do tipo S ́ - N1 ́ - S, onde S (p “ 0.15) é um supercondutor do tipo La1.85Sr0.15CuO4 (LSCO), e o N1 pp “ 0.12q é um cuprato La2CuO4`d (LCO) subdopado. O modelo tratado nesta dissertação se baseia-se no fato de que os supercondutores de alta Tc tem uma estrutura eletrônica desordenada, do tipo ondas de densidade de carga, fato mencionado no capítulo 1. As ondas de densidade de carga são modeladas por uma teoria de separação de fase que usa a teoria de energia livre de Ginzburg-Landau, como veremos em detalhes no capítulos 3. Uma vez que os cupratos formam as ondas de densidade de carga, assumimos que as regiões com alta e baixa densidades de carga se comportam como grãos eletrônicos. Estes grãos eletrônicos são capazes de sustentar uma amplitude supercondutora no seu interior. A amplitude supercondutora é calculada usando a teoria de campo médio de Bogoliubov-deGennes (BdG), que é uma extensão da teoria BCS para supercondutores não homogêneos, discutida no capítulo 2. O sistema de grãos eletrônicos completos são acoplados pelo efeito Josephson, que dá ordem de longo alcance quando T < <xEJ >, como veremos no capítulo 3. Esse modelo de acoplamento dos grãos eletrônicos acoplados por efeito Josephson, explica bem esse efeito de proximidade gigante nos cupratos. A razão pela qual conseguimos explicar este efeito de proximidade gigante, se relaciona com a barreira do sistema. A barreira N1 , não possui ordem de longo alcance acima de T'c , e pelas teorias clássicas não deveria permitir passagem de corrente crítica. Os dados experimentais apontam que Jc flui por N' inclusive para T > T'c . Um dos motivos decorre da aplicação da tensão, e existência de uma corrente pela tri-camada, as quais promovem uma variação na densidade eletrônica, que causa uma varição na amplitude supercondutora nos grãos eletrônicos, o que implica num variação da energia do acoplamento Josephson. Com esta modelagem justifica-se o aparecimento de Jc acima de T'c . Como um teste para nossos cálculos reproduzimos a densidade de superfluido experimental usando os valores da energia do acoplamento Josephson sem qualquer ajuste. Estes fatos permitiram o cálculo da corrente crítica com uma boa concordância com os dados experimentais. Nos resultados e conclusões mostramos que existem evidências de que os cupratos possuem as propriedades de um supercondutor granular, em um contexto eletrônico.