Simulação computacional de vórtices no BSCCO com defeitos colunares: fases vítreas e processo de derretimento

Abstract

Nesta tese, apresentamos resultados de simulações de sistemas tridimensionais de linhas de vórtices na presença de defeitos colunares aleatórios usando o modelo de Lawrence-Doniach com parâmetros do BSCCO. Em particular, estudamos o fator de estrutura e o comprimento de correlação vórtice-vórtice ao longo da direção do campo magnético (B), para os regimes de campo alto e intermediário. Utilizamos duas condições iniciais representativas dos comportamentos extremos a temperatura (T) zero: a rede de Abrikosov e uma rede aleatória, que corresponde a um protocolo de resfriamento a campo nulo (ZFC), ambas caracterizadas por transições contínuas do desacoplamento planar (formação de uma estrutura de vórtices tipo panqueca) e decaimento exponencial com T do comprimento de correlação perto do derretimento. O caso do resfriamento a campo não-nulo (FC) a partir de uma configuração derretida, de forte relevância fenomenológica, também é considerado. Neste último caso, à medida que T diminui, para B intermediário, o sistema de vórtices passa por estados metaestáveis, incluindo vórtices desancorados, antes de exibir uma fase Bose glass robusta até temperaturas muito baixas. Por outro lado, para campos altos sob o protocolo ZFC, o derretimento é praticamente concomitante com o desacoplamento descontínuo dos planos; sob FC, por sua vez, a rede de vórtices desacopla muito antes de derreter. Identificamos que o exchange entre linhas de fluxo é o mecanismo por trás desse desacoplamento dos planos e da formação da estrutura de vórtices tipo panqueca. Enfatizamos que o diagrama de fases B-T correspondente está em boa concordância com resultados experimentais no BSCCO. Finalmente, realizamos simulações para o regime de campo baixo e verificamos a existência de uma fase Bragg glass para desordem fraca, em concordância com resultados experimentais e previsões numéricas nesse material.