Processos térmicos e estado resistivo em supercondutores mesoscópicos: dinâmica de vórtices e gradiente e difusão térmica estudados usando o teorema da energia livre e o formalismo de Ginzburg-Landau

Abstract

Este trabalho está estruturado em duas partes. A primeira, envolve o estudo do estado de vórtices e comportamento magnético de um supercondutor mesoscópico submetido a um gradiente térmico. Foi veri cado que a influência de um gradiente térmico altera o estado de vórtice gigante e pode levar a magnetização a ter um comportamento anômalo, o qual depende do parâmetro de Ginzburg-Landau e das temperaturas nas regiões "quente" e "fria". Na segunda parte, abordamos o estado resistivo durante o movimento de um vórtice e durante a dinâmica de par vórtice-antivórtice (V-AV) para os tipos de Abrikosov e Cinemáticos. Estudamos quais parâmetros afetam as propriedades do não equilíbrio e os mecanismos de dissipação presentes no processo de difusão térmica. Para os processos envolvendo vórtice ou V-AV de Abrikosov, os mecanismos de dissipação devido à processos de relaxação contribuem para a maior parte da potência total dissipada e, consequentemente, exercem uma grande contribuição para a variação de temperatura. Por outro lado, para o caso de V-AV cinemáticos, os elétrons normais aparecem como principal mecanismo de dissipação, todavia os processos de relaxação tem uma contribuição considerável para esse caso. Para realizar tais estudos, utilizamos o teorema da energia livre e as equações de Ginzburg- Landau generalizadas.

This work is structured in two parts. In the rst one, the vortices states and the magnetic behavior were studied for a mesoscopic superconductor under a thermal gradient. It was veri ed that the thermal gradient changes the giant vortex state and could lead a exotic behavior of the magnetization curve, depending on the parameter and the temperature of the hot and the cold . In the second part, the focus was the resistive state during one vortex motion and during the annihilation process of a vortex-antivortex (V-AV) pair both with Abrikosov and Kinematic types. We de ned which parameters a ect the nonequilibrium proprieties and the dissipative mechanisms present in the thermal di usion processes. For the cases involving a vortex or an Abrikosov's V-AV pair, the dissipative mechanisms due to the relaxation process have the major contribution for the total power dissipated power and consequently, exert great contribuition on the temperature variation. On the other hand, for the case of kinematic V-AV, the normal eletrons rised as the main dissipative mechanism, however relaxation process has a considerable contribuition for this case. To realize such studies, we used the free energy theorem and the generalized Ginzburg-Landau equations.