Efeitos de comensurabilidade na dinâmica de vórtices em supercondutores nanoestruturados

Abstract

Recentes progressos na fabrica¸c˜ao de nanoestruturas fornecem a possibilidade de produzir filmes finos que contenham defeitos artificiais como s´ıtios de aprisionamento com tamanho, geometria e disposi¸c˜ao espacial bem definidas. O estudo dessa introdu¸c˜ao de um arranjo regulardedefeitosemfilmesfinossupercondutoresdotipoIItemsidoativamentedesenvolvido desde o ponto de vista te´orico e experimental, por um lado pela riqueza de comportamentos est´aticos e dinˆamicos que apresenta e, por outro, pela compreens˜ao dos mecanismos para estabilizareancorararededev´orticescontraasfor¸casmotorasexternas. Umdosfenˆomenos mais not´aveis destes sistemas ´e chamado efeito matching, o qual ocorre quando o n´umero de v´ortices ´e um m´ultiplo inteiro do n´umero dos centros de aprisionamento, sendo observados picos na corrente cr´ıtica (resposta est´atica) ou atenua¸c˜oes na mobilidade dos v´ortices (resposta dinˆamica) nos valores de campo onde esta condi¸c˜ao ´e satisfeita. Nesses campos comensur´aveis, os v´ortices podem formar uma rede altamente ordenada onde as intera¸c˜oes v´ortice-v´ortice que reduzem o ancoramento efetivo s˜ao minimizadas. Usando simula¸c˜oes dedinˆamicamolecular,analisamosasconfigura¸c˜oesdosv´orticeseosefeitosdepinning artificialnadinˆamicadev´orticesemumfilmefinosupercondutordotipoII,comumadistribui¸c˜ao peri´odica de centros de pinning. A dinˆamica de v´ortices e suas configura¸c˜oes estruturais, foram simuladas usando o algoritmo de dinˆamica de Langevin. As intera¸c˜oes entre v´ortices foram modeladas dentro da aproxima¸c˜ao de London com condi¸c˜oes de contorno peri´odicas. Na parte inicial do estudo, calculamos as configura¸c˜oes de equil´ıbrio para a rede de v´ortices, encontrando resultados similares aos estudados em trabalhos anteriores. Inclusive, observamos em nossas simula¸c˜oes que o n´umero de satura¸c˜ao dos centros de ancoragem, i.e. o n´umero m´aximo de v´ortices aprisionados por cada centro, ´e fun¸c˜ao do campo externo. de aprisionamento. Esse estudo revela que os tipos de comensurabilidades encontradas nesse problema dinˆamico s˜ao, em geral, diferentes daqueles encontrados no problema est´atico. Portanto, a pr´atica usual na literatura de se inferir sobre as configura¸c˜oes est´aticas dos v´ortices a partir de medidas de magnetorresistˆencia deve ser revista.