Tiras de carga e supercondutividade Thiago Tunes Materiais

Tiras de carga e supercondutividade Thiago Tunes

Materiais Supercondutores Temperatura de transição supercondutora (K) Hg. Ba 2 Cu 3 O 9 (sob pressão) 160 Hg. Ba 2 Cu 3 O 9 140 Tl. Ba. Cu. O 120 Bi. Ca. Sr. Cu. O 100 YBa 2 Cu 3 O 7 N Líquido (77 K) 80 60 40 (La. Ba)Cu. O BCS (30 K) 20 Hg. Pb Nb 1910 Nb. C Nb. N 1930 Nb 3 Sn Nb 3 Ge V 3 Si 1950 1970 1990

Os supercondutores de alta temperatura crítica Bednorz e Müller 1986 Nobel em 1987

Os supercondutores de alta temperatura crítica O primeiro (1986): La. Ba. Cu. O 40 K / -233 ºC O mais estudado: YBa. Cu. O 92 K / -181 ºC O recorde: Hg. Tl. Ba. Cu. O Aguardando confirmação… In. Sn. Ba. Tm. Cu. O 138 K / -135 ºC 150 K / -123 ºC

Diferenças fundamentais Alta TC Planos de Cu. O cupratos Proximidade de uma fase magnética Estado normal metálico ou isolante dependendo da dopagem Pseudogap Não são descritos pela teoria BCS

A supercondutividade ocorre nos planos de cobre e oxigênio YBa 2 Cu 3 O 7 - Reservatório de elétrons ou buracos

Diagrama de fases AF SUC STRIPES

Pseudo-gap e. R=0 0 Tc R=0 0 convencional T Tc HTCS T* T

Sem dopagem Isolante de Mott ANTIFERROMAGNÉTICO

Com dopagem Buracos dopados nos HTCs NÃO se espalham uniformemente nos planos de Cu. O 2 Tiras de carga Tabuleiro de xadrez Mais exótico… Stripes Checkerboard

Nature 2004 x = 0. 10 T = 100 m. K High resolution STM topograph of Ca. Cl plane a 0 Conductance map g(r, E) at E=24 me. V 4 a 0 , 4 a 0/3

STRIPES La 15/8 Ba 1/8 Cu. O 4 Nature Physics 2005 A "reciprocal space map" representation of the stripes in the copper-oxide layers of LBCO. "H" and "L" are measures of how often the ribbon-like stripes "wave. " H corresponds to the a direction, and L corresponds to the c direction. Their reciprocals, 1/H and 1/L, are a measure of the stripes' wavelength. The red and pink vertical streak at H = 0. 25 indicates that the stripes have a wavelength of four lattice parameters and are stacked along the c direction.

Stripes fase listrada La(2 -x-y)Ndy. Srx. Cu. O 4 + Onda de densidade de carga CDW =e

Ondas de densidade de carga e ondas de densidade de spin Separemos os elétrons em duas “espécies”: spin- e spin-

Metal Normal CDW posição SDW

Fase listrada melhor observada num “primo” dos supercondutores Formação de CDW [onda de densidade de carga] novo ingrediente: ordenamento direcional dos orbitais d do Mn

Acredita-se que nos HTCS haja um equilíbrio entre o ordenamento de spin (AFM, nao SDW) e o ordenamento de cargas (tipo CDW) ao longo de uma direção ( na Fig. ): As cargas tendem a se agrupar em regiões de menor ordem AFM

Modelo t. J Campo médio r=ty/tx

O aumento de Tc é um efeito de campo médio ? Campo médio X QMC

Thiago O modelo de Hubbard com hopping anisotrópico QMC

Modelo de Hubbard com hopping anisotrópico H= tx=t r=ty/t

Anisotropia tx=t ty r=ty/t<<1 Direção preferencial de movimento das cargas

Por onde começar =1 Mais simples U=4 r=0. 1 r=0. 001

L=6, 8, 10 e 12 ~ 6 realizações de 500 warms 4000 sweeps L=14 se precisar Aumentar até Ps e AF estabilizarem Depende do tamanho do sistema

SUPERCONDUTIVIDADE Traçar Ps como função de Extrair se 0 Traçar Ps/L 2 - como função de Estimar TC Densidade superfluida: depois

SUPERCONDUTIVIDADE Outras simetrias para S-wave, sx-wave, d-wave s-wave: (corr. fn, no vertex) 0. 1393727 +- 0. 0005059 sx-wave: 0. 3507235 +- 0. 0007571 d-wave: 0. 3486298 +- 0. 0007491 0. 0000000 +- 0. 0000000 Qual a mais favorável ?

MAGNETISMO Traçar AF como função de Extrair M Traçar F como função de TC =0 Mermin-Wagner : depois F ou AF ?

No futuro próximo condutividade METAL ou ISOLANTE ? x y ISOLANTE (T) METAL