Tiras de carga e supercondutividade Thiago Tunes Materiais Supercondutores Temperatura de transição supercondutora (K) HgBa2Ca2Cu3O9 (sob pressão) 160 HgBa2Ca2Cu3O9 140 TlBaCaCuO 120 BiCaSrCuO 100 YBa2Cu3O7 N Líquido (77K) 80 60 40 BCS (30K) 20 HgPb Nb 1910 (LaBa)CuO NbC NbN 1930 Nb3Sn Nb3Ge V3Si 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): LaBaCuO 40 K / -233 ºC O mais estudado: YBaCuO 92 K / -181 ºC O recorde: HgTlBaCaCuO Aguardando confirmação… InSnBaTmCuO 138 K / -135 ºC 150 K / -123 ºC Diferenças fundamentais Alta TC Planos de CuO 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 YBa2Cu3O7- Reservatório de elétrons ou buracos Diagrama de fases AF SUC STRIPES Pseudo-gap eR=0 convencional 0 Tc R=0 0 T Tc HTCS T* T Sem dopagem Isolante de Mott ANTIFERROMAGNÉTICO Com dopagem Buracos dopados nos HTCs NÃO se espalham uniformemente nos planos de CuO2 Tiras de carga Tabuleiro de xadrez Mais exótico… Stripes Checkerboard Nature 2004 x = 0.10 T = 100 mK High resolution STM topograph of CaCl plane a0 Conductance map g(r,E) at E=24 meV 4a0 , 4a0/3 STRIPES La15/8 Ba 1/8CuO4 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)NdySrxCuO4 + 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- Densidade de spin Densidade de carga 6 Metal Normal CDW 4 2 0 1 0 -1 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 tJ 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= t i , j ij i (c c j c c ) U ni ni i tx=t j i ci ci i , 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=0.01 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/L2- como função de Estimar TC Densidade superfluida: depois Ps C 2 2 L L SUPERCONDUTIVIDADE Outras simetrias para S-wave, sx-wave, d-wave s-wave: (corr. fn, 0.1393727 +sx-wave: 0.3507235 +d-wave: 0.3486298 +- no vertex) 0.0005059 0.0000000 +- 0.0000000 0.0007571 0.0000000 +- 0.0000000 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 xy (T) METAL ou ISOLANTE ? d 0 dT ISOLANTE d 0 dT METAL
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