Efecto del desorden en la transición de primer orden y las propiedades estructurales de la materia de vórtices

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El presente trabajo es un estudio experimental de la transición de primer orden en la materia de vórtices nucleada en cristales de Bi_2Sr_2CaCu_2O_8+δ con diferentes densidades de desorden inducido mediante irradiación con iones pesados y con electrones. El objetivo del mismo es explorar sistemát...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Rumi, Gonzalo A.
Formato: Tesis NonPeerReviewed
Lenguaje:Español
Publicado: 2020
Materias:
Física
[Phase transition
Transiciones de fase
Disorder
Desorden
Vórtices]
Acceso en línea:http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/927/1/1Rumi.pdf
Aporte de:
Repositorio Institucional Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro (RICABIB) de Instituto Balseiro
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description El presente trabajo es un estudio experimental de la transición de primer orden en la materia de vórtices nucleada en cristales de Bi_2Sr_2CaCu_2O_8+δ con diferentes densidades de desorden inducido mediante irradiación con iones pesados y con electrones. El objetivo del mismo es explorar sistemáticamente el efecto del desorden sobre la transición, poniendo especial énfasis en el caso particular de bajas densidades de defectos columnares. Para llevarlo a cabo se recurrió a técnicas de magnetometría local con sondas Hall micrométricas. Las experiencias de magnetometría fueron complementadas con decoraciones magnéticas, que nos permiten extraer información de la estructura de la materia de vórtices. De los resultados obtenidos a partir de las experiencias reportadas en esta tesis se puede concluir que la transición de primer orden persiste en las muestras estudiadas ante la inclusión de una densidad de defectos columnares de hasta al menos un campo de conmensurabilidad B φ =40 Gauss. No se observaron corrimientos sistemáticos de la temperatura de transición con la densidad de desorden introducido ni se detectó la aparición de puntos críticos en muestras con defectos hasta dicho campo de conmensurabilidad. Para densidades de defectos mayores se observa una fenomenología distinta y la persistencia de la transición o ausencia de puntos críticos nuevos en estas muestras no pueden ser confirmados inequívocamente a partir de los datos reportados en este trabajo. Mediciones de transmitividad en función de la temperatura revelaron en muestras prístinas y con defectos la presencia de un apantallamiento en dos etapas a campos altos que no había sido reportado previamente en la literatura. Llevamos a cabo una experiencia para dilucidar la naturaleza del mismo y esbozamos una interpretación de este fenómeno como un cambio en el mecanismo dominante en el apantallamiento. El estudio de las propiedades estructurales que exponemos en este trabajo condujo a identificar la presencia de hiperuniformidad en los patrones bidimensionales que resultan de decoraciones magnéticas. La persistencia de la transición de primer orden en muestras con defectos columnares, que presentan redes de vórtices espacialmente desordenadas, parece indicar que la pérdida del orden posicional de la estructura de vórtices no será necesaria para la transición. Sugerimos la posibilidad de considerar la hiperuniformidad de los patrones bidimensionales para distinguir entre fases y ca- racterizar la transición en función de la presencia y tipo de hiperuniformidad de los mismos.
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Las experiencias de magnetometría fueron complementadas con decoraciones magnéticas, que nos permiten extraer información de la estructura de la materia de vórtices. De los resultados obtenidos a partir de las experiencias reportadas en esta tesis se puede concluir que la transición de primer orden persiste en las muestras estudiadas ante la inclusión de una densidad de defectos columnares de hasta al menos un campo de conmensurabilidad B φ =40 Gauss. No se observaron corrimientos sistemáticos de la temperatura de transición con la densidad de desorden introducido ni se detectó la aparición de puntos críticos en muestras con defectos hasta dicho campo de conmensurabilidad. Para densidades de defectos mayores se observa una fenomenología distinta y la persistencia de la transición o ausencia de puntos críticos nuevos en estas muestras no pueden ser confirmados inequívocamente a partir de los datos reportados en este trabajo. Mediciones de transmitividad en función de la temperatura revelaron en muestras prístinas y con defectos la presencia de un apantallamiento en dos etapas a campos altos que no había sido reportado previamente en la literatura. Llevamos a cabo una experiencia para dilucidar la naturaleza del mismo y esbozamos una interpretación de este fenómeno como un cambio en el mecanismo dominante en el apantallamiento. El estudio de las propiedades estructurales que exponemos en este trabajo condujo a identificar la presencia de hiperuniformidad en los patrones bidimensionales que resultan de decoraciones magnéticas. La persistencia de la transición de primer orden en muestras con defectos columnares, que presentan redes de vórtices espacialmente desordenadas, parece indicar que la pérdida del orden posicional de la estructura de vórtices no será necesaria para la transición. Sugerimos la posibilidad de considerar la hiperuniformidad de los patrones bidimensionales para distinguir entre fases y ca- racterizar la transición en función de la presencia y tipo de hiperuniformidad de los mismos. This work is an experimental study of the rst order transition in vortex matter nucleated in Bi_2Sr_2CaCu_2O_8+δ crystals with different kinds and densities of induced disorder. Its aim is to explore systematically the effect of disorder on the transition, focusing on the particular case of low densities of columnar defects. To accomplish this, we performed local magnetometric measurements with micrometric Hall sensors. These measurements were complemented by magnetic decorations, providing structural information about vortex matter. From the results reported in this thesis it is possible to conclude that the rst order transition persists in the studied samples with columnar defects up to at least a defect density of B φ =40 Gauss. A systematic shift of the transition temperature or the emergence of critical points with increasing disorder was not detected up to this matching eld. For higher defect densities the phenomenology observed is dierent and the presence of the transition or the existence of critical points in these samples can not be conrmed from the results reported in this thesis. Transmittivity measurements as a function of temperature in both pristine samples and samples with columnar defects revealed a two-step screening, not reported previously in the literature. We carried out an experiment to clarify its nature and sketched an interpretation of this phenomenon as a crossover between two mechanisms dominating the screening. The study of structural properties reported in this work lead to identify the presence of hyperuniformity in the 2D patterns resulting from magnetic decorations. The persistence of the rst-order transition in samples with columnar defects, which present spatially disordered vortex structures, seems to indicate that the loss of positional order is not a necessary condition for the transition to occur. We suggest the possibility of considering the hyperuniformity of two-dimensional vortex patterns to distinguish between phases and to characterize the transition using the presence and type of hyperuniformity of these patterns. 2020-03-19 Tesis NonPeerReviewed application/pdf http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/927/1/1Rumi.pdf es Rumi, Gonzalo A. (2020) Efecto del desorden en la transición de primer orden y las propiedades estructurales de la materia de vórtices / Effect of disorder on the first order transition and structural properties of vortex matter. Tesis Doctoral en Física, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro. http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/927/

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