Síntese e caracterização do supercondutor Y3Ba5Cu8O18
Abstract
No presente trabalho é apresentado um estudo experimental das propriedades elétricas e
magnéticas do supercondutor Y3Ba5Cu8O18 (Y358). Para este estudo foi preparada uma amostra
policristalina de Y358 pela técnica de reação em estado sólido, a qual foi caracterizada
estruturalmente através de difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura e análise de
espectroscopia por energia dispersiva (EDS). Os resultados obtidos através destas técnicas
evidenciaram o caráter acentuadamente granular da amostra. Para o estudo das propriedades
magnéticas foram realizadas medidas de magnetização seguindo os procedimentos ZFC e FC, para
as quais foram aplicados campos magnéticos desde zero até 10 kOe. Através dos resultados de
magnetização foi possível determinar a linha de irreversibilidade magnética (LIM), a qual teve seu
comportamento descrito pelo modelo do vidro supercondutor, apresentando um crossover do regime
Almeida-Thouless (AT) para o regime Gabay-Toulouse (GT), em H = 1 kOe. A funcionalidade da
LIM descrita pelo regime GT persistiu até o alto valor de 10 kOe. As propriedades elétricas da
amostra foram estudadas através de medidas de magnetorresistência, as quais foram realizadas no
intervalo de campo magnético compreendido entre 0 e 10 kOe. A análise dos resultados mostraram
uma forte redução na temperatura em que a resistência nula é atingida (TC0) com o aumento do
campo magnético, bem como uma redução na temperatura crítica de transição para o estado
supercondutor. A partir da derivada da resistividade em função da temperatura observou-se a
presença de dois picos, indicando que a transição resistiva da amostra é um processo que ocorre em
duas etapas. Os resultados obtidos com as medidas de magnetização e magnetorresistência
permitiram correlacionar a resistividade nula e a irreversibilidade magnética, cuja análise mostrou
que as temperaturas de resistividade nula ocorrem para valores bem abaixo do limite irreversível, o
que é esperado para um sistema granular. Além disso, foram estudadas as flutuações
termodinâmicas na condutividade elétrica. Na fase normal foram identificados regimes Gaussianos,
crítico e um regime supercrítico, enquanto que na aproximação do estado de resistência nula os
resultados mostraram um regime em lei de potência correspondente à transição de fase
paracoerente-coerente típica de sistemas granulares. O regime supercrítico apresentou-se bastante
robusto frente a aplicação de campos magnéticos até 2,5 kOe. Os demais regimes se mostraram
consideravelmente estáveis com a aplicação de campos magnéticos até o limite de 10 kOe
empregado neste trabalho.