Tiras de carga e supercondutividade Thiago Tunes

Materiais Supercondutores (LaBa)CuO YBa2Cu3O7 BiCaSrCuO TlBaCaCuO HgBa2Ca2Cu3O9 (sob pressão) 1910 1930 1950 1970 1990 20 40 60 80 100 120 140 160 Temperatura de transição supercondutora (K) N Líquido (77K) BCS (30K) V3Si Nb3Sn Nb3Ge NbC NbN Hg Pb Nb

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 YBaCuO 92 K / -181 ºC O mais estudado: O recorde: HgTlBaCaCuO 138 K / -135 ºC Aguardando confirmação… InSnBaTmCuO 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    e R = 0 convencional T Tc R = 0    HTCS Tc T* T

Sem dopagem Isolante de Mott ANTIFERROMAGNÉTICO

Com dopagem Stripes Checkerboard Buracos dopados nos HTCs NÃO se espalham uniformemente nos planos de CuO2 Tiras de carga Stripes Checkerboard Tabuleiro de xadrez Mais exótico…

x = 0.10 T = 100 mK Nature 2004 4a0 , 4a0/3 a0 High resolution STM topograph of CaCl plane Conductance map g(r,E) at E=24 meV 4a0 , 4a0/3 a0

La15/8 Ba 1/8CuO4 STRIPES 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. Nature Physics 2005

Stripes  fase listrada La(2-x-y)NdySrxCuO4 + = e Onda de densidade de carga  CDW

Ondas de densidade de carga e ondas de densidade de spin Separemos os elétrons em duas “espécies”: spin- e spin-

Metal Normal CDW SDW posição

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

O modelo de Hubbard com hopping anisotrópico Thiago O modelo de Hubbard com hopping anisotrópico QMC

Modelo de Hubbard com hopping anisotrópico tx=t r=ty/t

Anisotropia tx=t ty r=ty/t<<1 Direção preferencial de movimento das cargas

Por onde começar =1 Mais simples { r=0.1 r=0.01 r=0.001 U=4

{  ~ 6 realizações de 500 warms 4000 sweeps L=6, 8, 10 e 12 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

Outras simetrias para  SUPERCONDUTIVIDADE Outras simetrias para  S-wave, sx-wave, d-wave s-wave: (corr. fn, no vertex) 0.1393727 +- 0.0005059 0.0000000 +- 0.0000000 sx-wave: 0.3507235 +- 0.0007571 0.0000000 +- 0.0000000 d-wave: 0.3486298 +- 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 ?

{ xy (T) No futuro próximo condutividade METAL ou ISOLANTE ?