Propriedades magnéticas de supercondutores de duas bandas no estado intertipo

Abstract

Convencionalmente, os materiais supercondutores são divididos em dois tipos: tipo I e tipo II. O tipo I apresenta diamagnetismo perfeito, enquanto o tipo II permite a penetração de fluxo magnético na forma de vórtices. Essa classificação é feita com base no parâmetro de Ginzburg-Landau (GL), chamado de κ, que é a relação entre as distâncias de penetração magnética (λ) e de coerência (ξ). Quando κ ă 1{?2, o material é considerado tipo I, e quando κ ą 1{?2, é tipo II. Além desses dois tipos convencionais, existe um estado não convencional chamado de estado intertipo (IT). Nesse estado, ocorrem configurações magnéticas incomuns, onde a interação entre os vórtices pode ser atrativa ou repulsiva de forma não monotônica. Isso resulta na formação de estruturas peculiares, como agregados de vórtices, ilhas de vórtices coexistindo com domínios Meissner, tiras de vórtices e labirintos. O estado IT ocorre próximo ao ponto de Bogomol’nyi, onde κ0 “ 1{?2, e nesse ponto todas as configurações de vórtices têm a mesma energia, tornando o estado condensado auto-dual e infinitamente degenerado. Nesta dissertação, estudamos as configurações de vórtices em supercondutores compostos por dois condensados acoplados pelo efeito Josephson. Utilizamos o formalismo de GL de duas componentes e a representação de Eilenberger, que relaciona os parâmetros fenomenológicos com os parâmetros microscópicos. Alguns dos parâmetros microscópicos relevantes no modelo são a razão entre as velocidades de Fermi de cada banda (v1{v2), a densidade de estados de cada banda e a matriz de acoplamento elétron-fônon. Por meio de diagramas de fases que relacionam a razão v1{v2 com a temperatura T, capturamos a resposta volumétrica do sistema, evitando a influência das bordas. Esses diagramas de fases mostram diferentes transições típicas de supercondutores tipo II e tipo I e IT. Além disso, analisamos a energia de interação entre os vórtices em função da distância de separação e comparamos os resultados obtidos para o modelo de uma banda. Finalmente, realizamos uma análise espectral da indução magnética e calculamos o comportamento da distribuição da distância entre os vórtices na rede.