Filmes finos supercondutores de Nb e híbridos Nb/[Co/Pd]: nanoestruturação e caracterização estrutural, magnética e transporte elétrico.

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dc.contributor.advisorCaetano, Edson Passamani
dc.contributor.advisor-coAlfonso, Jorge Luis Gonzalez
dc.contributor.refereeContinentino, Mucio Amado
dc.contributor.refereeNascimento, Valberto Pedruzzi
dc.contributor.refereeMacedo, Waldemar Augusto de Almeida
dc.date.accessioned2018-08-01T21:59:49Z
dc.date.available2018-08-01
dc.date.available2018-08-01T21:59:49Z
dc.identifier.citationFREITAS, Tales Costa de. Filmes finos supercondutores de Nb e híbridos Nb/[Co/Pd]: nanoestruturação e caracterização estrutural, magnética e transporte elétrico. 2017. 178 p. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, 2017.por
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/7381
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santopor
dc.publisher.countryBRpor
dc.publisher.courseDoutorado em Físicapor
dc.publisher.initialsUFESpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Físicapor
dc.subject.cnpqFísicapor
dc.titleFilmes finos supercondutores de Nb e híbridos Nb/[Co/Pd]: nanoestruturação e caracterização estrutural, magnética e transporte elétrico.por
dc.typedoctorThesisen
dcterms.abstractEsta tese trata do estudo das propriedades estruturais, magnéticas e de transporte elétrico de filmes finos de Nb crescidos em substratos de Si (100), por Magnetron Sputtering, em diferentes temperaturas de substratos TS e espessura de Nb tNb, e de seus sistemas híbridos supercondutores/ferromagnéticos S/F do tipo Si(100)/Nb(tNb nm)/Pd(1,1 nm)/[Co(0,3 nm)/Pd(1,1 nm)]12 e Si(100)/Nb(100 nm)/Pd(tPd nm)/[Co(0,3 nm)/Pd(3 nm)]12, onde tNb é de 15, 20, 50 e 100 nm, e a espessura do Pd tPd é de 1, 3 ,5 e 10 nm. No caso dos filmes puros de Nb, os principais resultados mostram: (i) a dependência da densidade de corrente crítica JC(T) com a temperatura do substrato TS, onde foi demonstrado o ótimo valor de TS (responsável pelo valor JC mais alto). Os valores de JC(T) foram estimados a partir de medidas de magnetização (laços de histereses), assumindo um modelo granular dos filmes observado experimentalmente por medidas de microscopia de força atômica; (ii) a influência da variação da espessura tNb nas características granulares do sistema de Nb; propriedade (granular) que determina uma redução acentuada da temperatura crítica supercondutora TC devido ao efeito do tamanho finito do grão; (iii) o comportamento semicondutor e magnetorresistência negativa dos filmes de Nb durante a transição supercondutora; propriedades determinadas por medidas de resistência elétrica nos filmes granulares de Nb mais finos (20 e 50 nm); (iv) a dependência de μ0HC2(T) para os filmes de Nb de 100 nm, que apresentam comportamento 3D (exceto o valor de TC), conforme sugerem modelos empíricos aplicados na análise dos dados experimentais deste trabalho. No caso do sistema híbrido S/F, os resultados principais demonstram (i) que o sistema S/F tem um comportamento de estágio intermediário entre a transição 2D-3D; (II) a influência do efeito de proximidade do material ferromagnético nas propriedades supercondutoras do Nb, causando a diminuição e "oscilação" nos valores da temperatura crítica TC. Modelos empíricos, reportados na literatura, possibilitaram estabelecer parâmetros de controle da ação dos agentes externos sobre a dinâmica da orientação magnética das multicamadas magnéticas e da nucleação da supercondutividade nos filmes de Nb, estabelecendo, por exemplo, intensidades e regiões (faixa de temperatura e campo) de aplicabilidade tecnológica das heteroestruturas Si/Nb/Pd/[Co/Pd] aqui estudadas. Os filmes, objetos deste estudo, foram preparados mais do que uma vez e seus resultados são razoavelmente reprodutíveis, indicando que as propriedades discutidas aqui são do sistema e não de amostras particulares.por
dcterms.abstractThis thesis deals with the studies of structural, magnetic and electric transport properties of Nb thin films grown directly on Si (100) substrates, by Magnetron Sputtering, and under different substrate temperatures TS and Nb thicknesses tNb and also in their hybrid S/F superconductor/ferromagnetic systems such as Si(100)/Nb(tNb nm)/Pd(1.1 nm)/[Co(0.3 nm)Pd(1.1 nm)]12 and Si(100)/Nb(100 nm)/Pd(tP d nm)/[Co(0.3 nm)Pd(3 nm)]12, where the tNb value is of 15, 20, 50 and 100 nm, and Pd thickness tP d is of 1, 3 ,5 e 10 nm. In the case of the Nb thin films, the main results show: (i) the dependence of the critical density current JC(T) with the substrate temperature TS, where it was demonstrated the optimum value for the TS (responsible for the highest JC value). The JC(T) values were estimated by mean of magnetic hysteresis loops, assuming the granular character of the Nb films experimentally observed by atomic force microscopy; (ii) the influence of the Nb thickness tNb on the granular features of Nb films; a characteristic that determines the significant reduction of the superconducting critical temperature TC, due to the finite grain size effect; (iii) the semiconducting and negative magnetorresistance behaviors of Nb films around the superconducting transition; properties that were determined, in a small temperature range, by measuring the electrical resistance of granular Nb thinner films (20 e 50 nm); (iv) the dependence of µ0HC2(T) for the 100 nm thick Nb films that present 3D-like behavior (except for their lower TC values), according to empirical models applied to analyze the experimental data of this work. In the case of the hybrid S/F system, the main results demonstrate (I) that the S/F system behaves within an intermediate stage between 2D-3D transition; (II) the influence of proximity effect of the ferromagnetic F material on the Nb superconducting properties, which causes a reduction and “oscillation” of the critical temperature TC. Empirical models, reported in the literature, help to establish parameter of control of the action of external agents on the dynamic orientation of the Co/Pd multilayers and the nucleation of Nb superconductor films, establishing, for example, intensities and regions (temperature and magnetic field ranges) for technological applications of the Si/Nb/Pd/[Co/Pd] heterostructures here studied. The films, here studied, were prepared more than one time and their results are reasonable reproducible, indicating that the discussed properties are related to the system and do not to specific samples.en
dcterms.abstractHybrid Systemsen
dcterms.abstractProximity Effecten
dcterms.creatorFreitas, Tales Costa de
dcterms.formatTexen
dcterms.issued2017-03-10
dcterms.languageporen
dcterms.subjectSupercondutividadepor
dcterms.subjectSistemas Híbridospor
dcterms.subjectEfeito de Proximidadepor
dcterms.subjectSuperconductivityen
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