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Title: Spontaneous ferromagnetism in High-Tc superconductors
Authors: Möckli, David
metadata.dc.contributor.advisor: Mello, Evandro Vidor Lins de
Issue Date: Mar-2013
Abstract: We propose a model based on the charge disorder of the high-Tc superconductors to explain the weak ferromagnetic signal observed in compounds such as YBa2Cu3O6+x. In order to set the framework, we develop the basic elements of second quantization for fermions, and introduce important elements of both the microscopic and phenomenological theory of superconductivity. Our basic model relies on an electronic phase separation with the formation of low and high density domains. At low temperatures this system may act as a granular superconductor where the grains are formed by isolated regions with varying charge density and superconducting amplitudes. These isolated regions may have different local critical temperatures (Tc), that is, not the same onset of superconducting amplitudes, forming a Josephson network and the whole system undergoes the superconducting or resistivity transition through phase coherence among the grains. The main point of this dissertation is that the low electronic density of the grains in conjunction with intrinsic electronic disorder, two well known properties of cuprates, may produce a negative Josephson coupling that provokes spontaneous frustration. Spontaneous current loops are produced that are responsible for the overall observed weak ferromagnetic order. We show that this model provides a novel explanation and reproduces the experimental data of the observed magnetic signal.
metadata.dc.description.abstractother: Sugerimos um modelo para os supercondutores de altas temperaturas críticas para explicar o sinal ferromagnético fraco observado em compostos como YBa2Cu3O6+x. Afim de estabelecer o cenário, desenvolvemos elementos básicos da teoria microscópica da supercondutividade. O modelo base se firma numa separação eletrônica com domínios de baixas e altas densidades. A baixas temperaturas esse sistema pode se comportar como um supercondutor granular, onde os grãos são formados por regiões isoladas com densidade de carga e amplitude supercondutora variável, formando uma rede Josephson e o sistema sofre uma transição supercondutora através do estabelecimento de coerência de fase entre os grãos. O ponto principal desta dissertação afirma que a baixa densidade dos grãos em conjunção com desordem eletrônica intrínseca - duas características bem conhecidas dos cupratos - produzem um acoplamento Josephson negativo que provoca frustração espontânea. Circuitos espontâneos são produzidos e são responsáveis pelo sinal ferromagnético fraco observado. Mostramos que este modelo provê uma explicação inovadora e reproduz os dados experimentais do sinal magnético observado.
URI: https://app.uff.br/riuff/handle/1/6127
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