O Efeito da Dopagem Química sobre Propriedades Magnéticas e Elétricas dos Estados Supercondutor e Normal de Monocristais de YBa2Cu3O7-δ
Resumo
Resultados experimentais de magnetização DC e magnetoresistividade elétrica AC foram obtidos e analisados com o propósito de estudar os efeitos das substituições de 1% do Cu por Au, Ni, Zn e Mg e de até 10% do Y por Ca sobre algumas propriedades nos estados supercondutor (flutuações termodinâmicas diamagnéticas, FTD e densidade de energia cinética de condensação dos pares de Cooper, EK) e normal (flutuações termodinâmicas na magnetocondutividade elétrica, FTME e coeficiente Hall, RH) do YBa2Cu3O7-δ. Os resultados de magnetização DC das amostras YBa2Cu3O7-δ e YBa2Cu2,97M0,03O7-δ (M=Au, Ni, Zn e Mg) mostram que o comportamento das FTD é caracterizado por um crossover 3D-XY para 3d-LLL em função do campo magnético aplicado (μ0H), ou seja, evidenciando uma clara distinção entre o caráter correlacionado (μ0H <2,5kOe) do descorrelacionado (μ0H ≥2,5kOe) por parte das FTD do parâmetro de ordem supercondutor (Ψ). As amostras onde o Cu foi substituído parcialmente apresentam uma redução na magnitude de EK, no regime magneticamente reversível. Esse comportamento, possivelmente, deve-se ao fato das substituições químicas empregadas atuarem como centros de espalhamentos para os pares de Cooper. O perfil apresentado por EK versus T, nas amostras em questão, mostra-se suavemente afetado pela aplicação de μ0H, o que possivelmente pode estar associado ao caráter 3d e à baixa anisotropia planar do sistema. Medidas de magnetoresistividade elétrica AC, na configuração longitudinal, no estado normal das amostras Y0,95Ca0,05Ba2Cu3O7-δ (MCa5) e YBa2Cu2,97Au0,03O7-δ (MAu) mostram que o comportamento das FTME, nas proximidades da temperatura crítica de transição (T > TC) destas é marcado pela ocorrência de regimes 3D-XY genuinamente críticos (λCR ≈ 0,33 e λSCR < 0,33). O menor valor observado, λSCR = 0,07, para a amostra MCa5, sugere que a transição normal-supercondutora (N-S) nessa amostra, configura-se como sendo fracamente de primeira ordem (λ ≈ 0). A caracterização das FTD, estado supercondutor e FTME, estado normal da amostra MAu, em T ≈ TC, em termos do formalismo 3D-XY indica que o comportamento das FT de Ψ, nas proximidades de TC, tende a ser simétrico. As medidas de magnetoresistividade elétrica AC, na configuração transversal, realizadas no estado normal das amostras Y1-xCaxBa2Cu3O7-δ (x = 0,01; 0,05 e 0,10) proporcionaram que o comportamento de RH(T) fosse pesquisado na região sobredopada em portadores (p > 0,16) do diagrama T versus p do YBa2Cu3O7-δ. As análises identificaram a coexistência das contribuições ordinária, R0 e anômala (χRS) por parte do comportamento de RH(T). O comportamento de R0 mostrou-se fortemente depende de p ao passo que o apresentado por χRS, em função de p, mostrou-se fortemente influenciado pelo estado de pseudogap até p < 0,19. A origem da contribuição anômala para RH(T,p) provavelmente encontra-se relacionada a espalhamento de natureza magnética, proveniente de flutuações magnéticas originadas do estabelecimento de quiralidades no acoplamento entre correntes orbitais espontâneas e spins localizados nos átomos de Cu.