Transição supercondutora mediada por grãos eletrônicos em cupratos sobredopados

• Ano de defesa: 2026
• Autor(a) principal: Santana, Hércules de Souza
• Orientador(a): Mello, Evandro Vidor Lins de
• Banca de defesa: Sanchez Candela, Dalber Ruben , Orlando, Marcos Tadeu D’Azeredo , Continentino, Mucio Amado , Pureur Neto, Paulo
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Link de acesso: https://app.uff.br/riuff/handle/1/43166
• topic: Supercondutores de Alta-Tc; Composto LSCO sobredopado; Cupratos; Supercondutores de Alta Temperatura Crítica; Supercondutores Cupratos; Acoplamento Josephson; LSCO Superdopado; Produção intelectual; High-Tc Superconductors; Overdoped LSCO compound; Cuprate

A origem da supercondutividade de alta temperatura crítica nos cupratos (óxidos de cobre) permanece sem explicação consensual. Esses materiais são isolantes, mas podem tornar-se supercondutores com a dopagem de um átomo por outro de maior afinidade eletrônica, cuja fase supercondutora emerge com a dopagem p 0.05, atinge valor ótimo em p 0.16 (maior valor de temperatura crítica Tc) e desaparece próximo de p 0.27, formando um domo. Em trabalhos anteriores, utilizamos um modelo no qual a supercondutividade é mediada pela desordem de carga, tais como charge ordering (CO) ou charge density waves (CDW); tal instabilidade é bem documentada em compostos subdopados p 0.16. Acreditava-se que essa desordem era característica dessa região, enquanto compostos com p ¡ 0.16 seriam eletronicamente uniformes, com traços metálicos ou mesmo comportamento de líquido de Fermi. Recentemente, descobriu-se que essas desordens também ocorrem na região superdopada, próxima de p 0.27, exibindo inclusive diamagnetismo parcial acima de Tc, como nos subdopados. Novos dados experimentais sugerem que tais inhomogeneidades de carga não se limitam à região próxima de p 1{8 e se estendem até o fim da fase supercondutora, próximo de p 0.27. Nesta tese, propomos que os cupratos se comportam como supercondutores granulares com transição em duas etapas: a primeira ocorre abaixo de Tonset c , marcando o surgimento local da amplitude supercondutora nos grãos formados por regiões de densidades distintas induzidas pela desordem; já a segunda etapa corresponde à ordem de longo alcance, ou seja, quando o acoplamento Josephson entre os grãos promove o ordenamento de fase em todo o material, devido à média desse acoplamento nos grãos superar a desordem térmica pxEJy ¥ kBTq. Utilizamos uma teoria de separação de domínios para modelar tais compostos, sendo que a temperatura de pseudogap (Tpg) marca o início dessa separação, gerando desordem na densidade eletrônica. Aplicamos este método para descrever compostos superdopados via cálculos bidimensionais em uma rede quadrada N N, simulando os planos de CuO2 onde ocorre a supercondutividade, com desordem de carga na forma de checkerboard irregular. Empregamos a teoria de Bogoliubov-de Gennes (BdG) em espaço real com hamiltoniana estendida de Hubbard, calculando a amplitude supercondutora de onda-d. O modelo foi aplicado para p 0.17, 0.21, 0.25, 0.26 e 0.29, reproduzindo resultados experimentais de temperatura ligados ao diamagnetismo parcial acima de Tc. Nosso modelo é o único lida a tratar o fenômeno da supercondutividade para todas as dopagens da região supercondutora, além de definir claramente os papéis de Tpg e Tonset c , fornecendo uma descrição unificada dos compostos subdopados e superdopados, indicando que a supercondutividade nestes compostos pode ser descrita pelo mesmo mecanismo.