Estudio del efecto del campo magnético sobre las curvas corriente-voltaje en películas delgadas de YBa2Cu3O-7a: análisis de la inestabilidad térmica

• Autores: Juan Manuel Doval García
• Directores de la Tesis: José Antonio Veira Suárez (dir. tes.), Jesus Maza Frechin (codir. tes.)
• Lectura: En la Universidade de Santiago de Compostela ( España ) en 2016
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Félix Vidal Costa (presid.), Jesús Manuel Mosqueira Rey (secret.), Óscar Cabeza (voc.), Pierre Bernstein (voc.), M. Teresa González Pérez (voc.)
• Programa de doctorado: Programa Oficial de Doctorado en Ciencia de Materiales
• Materias:
  • Física
    • Física del estado sólido
      • Superconductores
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: MINERVA
• Resumen

  • Este trabajo se centra en el estudio de las curvas corriente-voltaje, y en particular, de la ruptura de la superconductividad provocada por la aplicación de altas densidades de corriente en superconductores de alta temperatura crítica bajo campos magnéticos externos de hasta 1 T. Las muestras utilizadas son micropuentes patroneados a partir de capas delgadas de YBa2Cu3O-7 crecidas sobre sustratos de SrTiO3. Los campos magnéticos externos se aplican perpendicularmente a los planos cristalográficos ab. Las medidas se realizaron a diferentes temperaturas mediante la aplicación de pulsos de corriente de 1 ms de duración y de amplitud creciente, capaces de producir la transición de la muestra hasta un estado de alta disipación. La transición superconductora (quenching) se analizó según un modelo basado en la inestabilidad del sistema de vórtices (modelo de Larkin-Ovchinnikov) así como también bajo un modelo (denominado modelo térmico) desarrollado en nuestro grupo de investigación, basado en el inevitable calentamiento producido por el paso de corriente y el comportamiento no lineal de la resistividad en un superconductor. El modelo térmico reproduce la evolución de las curvas E-J medidas tanto en ausencia de campo magnético externo como en presencia de campo para todas las temperaturas y proporciona valores para J* que se desvían de los experimentales en menos de un 10% en los casos más desfavorables. La temperatura que alcanza la muestra en el punto de salto, según las predicciones del modelo, oscila entre 0.5 K y 1.5 K para las medidas en ausencia de campo, y entre 1 K y 2.5 K para las medidas bajo campos magnéticos externos. Este aumento de temperatura se mantiene siempre por debajo de la temperatura de transición superconductora, Tc, de forma que la ruptura del estado superconductor no está asociada a un calentamiento de la muestra por encima de ese valor sino a una solución “explosiva” del campo de temperaturas.

    Palabras clave: YBa2Cu3O-7, curvas E-J, campo magnético, quenching, modelo térmico, inestabilidad térmica.