Imageamento magneto-ótico quantitativo em filmes finos supercondutores bicamada e com gradiente nanométrico de espessura
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Data de Publicação: | 2019 |
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Texto Completo: | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/13011 |
Resumo: | Vortex matter in superconductors has been the focus of research of both theoretical and experimental groups around the world. When developing superconducting devices patterned on thin films one should bear in mind that flux avalanches might occur for some materials at a certain range of applied fields and temperatures. For example, technological applications of NbN thin films may be threatened by the occurrence of magnetic flux avalanches of thermomagnetic origin appearing in a large portion of the superconducting phase. This work deals, in parallel, with two distinct superconducting thin film systems by the technique of quantitative magneto-optical imaging: A bi-layered specimen composed by overlapped layers of Nb and NbN and wedge-shaped superconducting thin films of V3Si and Pb. AC susceptibility and DC magnetometry were used to characterize both the single and multiple-layer films. Magneto-optical imaging reveals interesting features of the dendritic flux avalanches in the bi-layer system, including halo-like patterns around them, and crossing avalanches. The wedge-shaped systems opened a new way to tune the critical current in the film and allowed us to study the resulting changes in the flux penetration patterns along the film. The observation of flux avalanches reported here implies that, as usual, attention to this feature must be given when films with variable thickness and bi-layers are envisaged for possible applications. |
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Pinheiro, Lincoln Brum Leite GusmãoOrtiz, Wilson Aireshttp://lattes.cnpq.br/0241177338066307Motta, Mayconhttp://lattes.cnpq.br/8340540626164812http://lattes.cnpq.br/3237585169182345786f7732-4538-46d4-a8bd-dc6bba75c5e02020-07-06T15:05:19Z2020-07-06T15:05:19Z2019-12-11PINHEIRO, Lincoln Brum Leite Gusmão. Imageamento magneto-ótico quantitativo em filmes finos supercondutores bicamada e com gradiente nanométrico de espessura. 2019. Tese (Doutorado em Física) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2019. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/13011.https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/13011Vortex matter in superconductors has been the focus of research of both theoretical and experimental groups around the world. When developing superconducting devices patterned on thin films one should bear in mind that flux avalanches might occur for some materials at a certain range of applied fields and temperatures. For example, technological applications of NbN thin films may be threatened by the occurrence of magnetic flux avalanches of thermomagnetic origin appearing in a large portion of the superconducting phase. This work deals, in parallel, with two distinct superconducting thin film systems by the technique of quantitative magneto-optical imaging: A bi-layered specimen composed by overlapped layers of Nb and NbN and wedge-shaped superconducting thin films of V3Si and Pb. AC susceptibility and DC magnetometry were used to characterize both the single and multiple-layer films. Magneto-optical imaging reveals interesting features of the dendritic flux avalanches in the bi-layer system, including halo-like patterns around them, and crossing avalanches. The wedge-shaped systems opened a new way to tune the critical current in the film and allowed us to study the resulting changes in the flux penetration patterns along the film. The observation of flux avalanches reported here implies that, as usual, attention to this feature must be given when films with variable thickness and bi-layers are envisaged for possible applications.A Matéria de Vórtices em supercondutores tem sido foco de pesquisas de grupos teóricos e experimentais em todo o mundo. Ao desenvolver dispositivos supercondutores litografados usando filmes finos, deve-se ter em mente que avalanches de fluxo podem ocorrer para alguns materiais em uma determinada janela de campos e temperaturas aplicados. Por exemplo, aplicações tecnológicas de filmes finos de NbN podem ser ameaçadas pela ocorrência de avalanches de fluxo magnético de origem termomagnética que aparecem em grande parte da fase supercondutora. Este trabalho trata, paralelamente, de dois sistemas distintos de filmes finos supercondutores analizados pela técnica de imageamento magneto-óptico quantitativo: uma amostra de duas camadas de Nb e NbN e filmes finos supercondutores de V3Si e Pb em forma de cunha. Susceptibilidade AC e magnetometria DC foram utilizadas para caracterizar os filmes. O imagemanto de fluxo magnético revela características interessantes das avalanches de fluxo dendrítico no sistema de duas camadas, incluindo padrões do tipo halo em seu entorno e cruzamento de dendritos. Os sistemas em forma de cunha abriram uma nova maneira de sintonizar a corrente crítica no filme e analisar suas consequências na distribuição de fluxo dentro do filme supercondutor. A observação das avalanches de fluxo nestes dois sistemas implica que deve-se dar atenção às características aqui descritas quando a espessura variável dos filmes ou bicamadas são planejadas para possíveis aplicações.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)CNPq: 207348/2015-4engUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Física - PPGFUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessSupercondutividadeAvalanches de fluxoBicamada supercondutoraFilmes finos em forma de cunhaEvaporação térmicaSuperconductivityFlux avalanchesSuperconducting bi-layerWedge-shaped thin filmsThermal evaporationCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA::MATERIAIS MAGNETICOS E PROPRIEDADES MAGNETICASCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA::SUPERCONDUTIVIDADECIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA::SUPERFICIES E INTERFACES; PELICULAS E FILAMENTOSCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADAImageamento magneto-ótico quantitativo em filmes finos supercondutores bicamada e com gradiente nanométrico de espessuraQuantitative magneto-optical imaging in bi-layered and in nanoscale wedge-shaped superconducting thin filmsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis6006004bea89c5-2b99-435f-a6c6-97e225c24700reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALLincoln_thesis_final_version.pdfLincoln_thesis_final_version.pdfTese de doutoradoapplication/pdf63651685https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13011/4/Lincoln_thesis_final_version.pdf18222cf7b09a9433d59562944d86972dMD54Carta versão final REPOSITÓRIO - Wilson A Ortiz.pdfCarta versão final REPOSITÓRIO - Wilson A Ortiz.pdfCarta de aprovação da versão final pelo Prof. Orientadorapplication/pdf169577https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13011/3/Carta%20vers%c3%a3o%20final%20REPOSIT%c3%93RIO%20-%20Wilson%20A%20Ortiz.pdf53eee0a283d58c14f77207ea8a7b85fbMD53CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13011/5/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD55TEXTLincoln_thesis_final_version.pdf.txtLincoln_thesis_final_version.pdf.txtExtracted texttext/plain341692https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13011/6/Lincoln_thesis_final_version.pdf.txt7d0ced33ac0063a0fe0cf6d1d92ace4bMD56Carta versão final REPOSITÓRIO - Wilson A Ortiz.pdf.txtCarta versão final REPOSITÓRIO - Wilson A Ortiz.pdf.txtExtracted texttext/plain1396https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13011/8/Carta%20vers%c3%a3o%20final%20REPOSIT%c3%93RIO%20-%20Wilson%20A%20Ortiz.pdf.txt0f35846a8356b3e88e13d5cd55a20d9fMD58THUMBNAILLincoln_thesis_final_version.pdf.jpgLincoln_thesis_final_version.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg7414https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13011/7/Lincoln_thesis_final_version.pdf.jpg559381ef49ae9d940bdec86b72fc47c1MD57Carta versão final REPOSITÓRIO - Wilson A Ortiz.pdf.jpgCarta versão final REPOSITÓRIO - Wilson A Ortiz.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6353https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13011/9/Carta%20vers%c3%a3o%20final%20REPOSIT%c3%93RIO%20-%20Wilson%20A%20Ortiz.pdf.jpg0378228339c8cd0ed19cbe08a91a62f3MD59ufscar/130112023-09-18 18:31:56.829oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/13011Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:31:56Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
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