Dinámica de no-equilibrio en sistemas de vortices en superconductores.
En esta tesis estudiamos numéricamente los regímenes dinámicos estacionarios de no equilibrio de redes de vórtices impulsadas en films superconductores delgados y en superconductores laminares fuertemente anisotrópicos con desorden. Analizamos la mecánica estadística de no equilibrio y caracterizamo...
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| Autor principal: | |
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| Formato: | Tesis NonPeerReviewed |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2003
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/280/1/1Kolton.pdf |
| Aporte de: |
| Sumario: | En esta tesis estudiamos numéricamente los regímenes dinámicos estacionarios de no equilibrio de redes de vórtices impulsadas en films superconductores delgados y en superconductores laminares fuertemente anisotrópicos con desorden. Analizamos la mecánica estadística de no equilibrio y caracterizamos las fases y transiciones dinámicas con propiedades experimentalmente accesibles. Estudiamos además la dinámica de no equilibrio de relajación de un sistema de electrones fuertemente localizados en un aislador de Anderson.
En films superconductores bidimensionales encontramos que por encima de la corriente crítica Fc hay dos transiciones de fase dinámicas en Fp y Ft, las cuales podrían ser observadas mediante mediciones simultáneas del voltaje longitudinal y del voltaje transversal o Hall. En Fp hay una
transición de un régimen de flujo plástico a un régimen de flujo esméctico donde el ruido en el voltaje es isotrópico (ruido Hall = ruido longitudinal), y hay un pico en la resistencia diferencial. En Ft hay una transición brusca a un sólido transversal congelado donde el ruido Hall cae abruptamente y el movimiento de vórtices se localiza en la dirección transversal.
Encontramos escalones de mode-locking en las características corriente-voltaje cuando se aplica una corriente ac paralela o perpendicular a la corriente dc. Para bajas frecuencias hay mode-locking por encima de una amplitud ac finita, mientras que para altas frecuencias hay mode-locking para cualquier fuerza ac pequeña. Esto está correlacionado con la naturaleza del orden temporal longitudinal y transversal en los diferentes regímenes en ausencia de la fuerza ac. El estado sincronizado es un sólido congelado anclado en el sistema de referencia de centro de masa. En el caso de ac longitudinal el desanclaje del escalón muestra flujo plástico e histéresis.
A partir de una relación de fluctuación-disipación generalizada calculamos una temperatura efectiva transversal en la fase fluída en movimiento. Encontramos que la temperatura efectiva
decrece incrementando la fuerza impulsora y es aproximadamente igual a la temperatura de fusión de equilibrio del sistema sin anclaje cuando ocurre el congelamiento transversal dinámico. Tambiién discutimos como la temperatura efectiva podría ser medida experimentalmente a partir de una fórmula de Kubo generalizada.
Estudiamos los regímenes dinámicos en tres dimensiones de vórtices impulsados
en superconductores fuertemente laminares con anclaje fuerte. Por encima de la corriente crítica Fc, encontramos un régimen de flujo plástico en el cual panqueques de distintos planos están desacoplados, correspondiendo a un gas de panqueques. A una fuerza más alta F, hay un régimen de flujo esméctico con orden inter-capa de corto alcance, correspondiendo a un líquido de líneas enredado. A una fuerza aún más alta, los desplazamientos transversales se congelan y los vórtices se correlacionan a lo largo del eje-c, resultando un sólido transversal. Finalmente, a una fuerza Fs los desplazamientos longitudinales se congelan y encontramos un
sólido coherente de líneas rígidas.
Estudiamos la relajación lenta de no equilibrio de electrones en un aislador de Anderson mediante simulaciones de Monte Carlo del modelo del vidrio de Coulomb de Efros y Schklovskii. Las funciones de correlación de dos tiempos C(t,tw) muestran que a temperaturas bajas el sistema cae fuera de equilibrio y presenta envejecimiento simple, C(t,tw) ̃ f(t/tw) donde
tw es el tiempo de espera o “edad” del sistema. Aumentando la temperatura la estacionaridad se recupera luego de un largo crossover. Los resultados obtenidos están de acuerdo con experimentos recientes en semiconductores dopados y podrán también describir la relajación del vidrio de Bose de vórtices en superconductores con defectos columnares, en el régimen de variable-range-hopping, para campos magnéticos Hc1 «l B < BΦ, donde BΦ es el campo de encaje.
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