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TESIS DOCTORALES

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Defectos y estado líquido del vórtice en textura superconductora YBa2Cu3O7

Defectos y estado líquido del vórtice en textura superconductora YBa2Cu3O7

En los superconductores de alta temperatura (donde se incluye el sistema analizado en esta tesis, YBa2Cu3O7), el movimiento de las líneas de flujo magnético (vórtice) presentes en la muestra se ve fuertemente potenciado por las altas temperaturas de operación de estos materiales superconductores.  El movimiento de estos vórtices genera disipación en forma de resistencia eléctrica

Además, las diferentes interacciones sobre los vórtices modifican su comportamiento dinámico.  En particular, cabe señalar la interacción vórtice-vórtice de repulsión y la influencia de los defectos microestructurales cuando se suprimen las propiedades superconductoras. Estos defectos microestructurales pueden, en determinadas circunstancias, actuar como sitios preferenciales para vórtices y, por lo tanto, convertirse en centros de fijación mejorando las propiedades superconductoras.  El objetivo de esta tesis es estudiar la influencia de los defectos en las muestras texturizadas de YBa2Cu3O7, donde existe una alta densidad de defectos.

Este estudio ha requerido el análisis de muestras con características microestructurales claramente diferenciadas y medidas sistemáticas capaces de distinguir los efectos de cada uno de los principales defectos.  Los principales resultados de este trabajo son:

1.- El sistema YBa2Cu3O7 se ha comparado con sistemas similares:  NdBa2Cu3O7 y los efectos del dopaje YBa2 (Cu1-xMgx) 3O7.  Se ha tenido en cuenta la influencia del dopaje en la anisotropía para investigar la evolución del diagrama de fases en función del contenido de Mg.

Hemos estudiado las propiedades superconductoras de una muestra monocristalina, para comparar estos resultados con los obtenidos en muestras texturizadas con una gran diversidad de defectos.

Hemos determinado y cuantificado la influencia de los principales centros de anclaje presentes en muestras texturizadas.  Hemos visto:

Una ampliación del estado sólido del vórtice cuando los vórtices son paralelos a los centros de anclaje.  Este fenómeno se ha observado en defectos planares (límites gemelos) y defectos lineales (en dislocaciones).  También se ha observado una ampliación del estado sólido debido a las inclusiones de partículas esféricas Y2BaCuO5 para todas las direcciones del campo magnético, lo que demuestra que actúan como centros de anclaje lineal para una longitud del orden de su radio

3.2.- Que los centros de anclaje puntuales no son capaces de modificar la posición de la transición sólido-líquido en el diagrama de fases magnético.

También hemos determinado la influencia de ciertos defectos microestructurales (microfisuras y fallas de apilamiento) que conducen a una reducción en la correlación del vórtice a lo largo de la dirección del campo magnético, promoviendo la ampliación del estado líquido del vórtice y demostrando así que los defectos microestructurales también pueden tener efectos perjudiciales en el anclaje del vórtice.

La influencia de los diferentes defectos en muestras con un alto grado de complejidad microestructural se ha comparado con los resultados obtenidos de la literatura en muestras limpias y los modelos teóricos existentes en muestras con baja densidad de defectos.

Finalmente, este estudio de la influencia de los defectos en la dinámica del vórtice en muestras texturizadas de YBa2Cu3O7 ha permitido determinar la existencia de una nueva transición en el sistema YBa2Cu3O7 donde se pierde la tensión lineal del vórtice.

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