Dissertação de Mestrado #731 – Julia Oliveira Santos – 27/09/2024

Nesta dissertação investigamos a supercondutividade em sistemas fortemente correlacionados, com o foco específico nos óxidos de cobre, conhecidos como cupratos. Esses materiais exibem uma variedade de fases emergentes, ao variarmos parâmetros como temperatura, dopagem, pressão. Além da fase supercondutora, outras fases, como a pseudogap, permanecem pouco compreendidas. A fase pseudogap é caracterizada por uma supressão do peso espetral em certas direções no espaço de momento. Compreender essa fase é fundamental para entender a supercondutividade, pois se acredita que haja assinaturas da fase supercondutora na fase pseudogap.

O modelo de Hubbard é utilizado para descrever sistemas fortemente correlacionados, uma vez que descreve bem a competição entre a energia cinética e a interação de Coulomb dos elétrons. Acredita-se que muito se pode aprender sobre os cupratos considerando o modelo de Hubbard em duas dimensões espaciais, correspondendo aos planos de cobre e oxigênio, na presença de dopagem, advinda dos demais átomos. No entanto, o modelo não possui solução exata em duas dimensões, exigindo o uso de método numérico para sua resolução. Em trabalhos anteriores do grupo, o modelo foi resolvido numericamente sem considerar supercondutividade via extensões da Teoria de Campo Médio Dinâmico (TCMD). Esta técnica mapeia o modelo de Hubbard no problema de impurezas de Anderson, simplificando a resolução. Os resultados obtidos revelaram duas fases metálicas distintas, a convencional e a pseudogap, à medida que a dopagem do sistema variava.

O objetivo desta dissertação é verificar se as fases metálicas distintas citadas acima originam diferentes fases supercondutoras. Para isso, um termo de formação de pares de elétrons foi adicionado ao hamiltoniano e novos resultados numéricos de TCMD foram obtidos. Esses resultados são de difícil compreensão; para analisá-los, utilizamos um modelo fenomenológico que descreve a dinâmica do elétron em baixas energias. Construímos um código que ajusta, de forma simultânea, as curvas de TCMD para as partes real e imaginária das autoenergias normal e anômala ao modelo fenomenológico para cada valor de dopagem, permitindo a análise dos parâmetros do modelo partindo das diferentes regiões metálicas. Nossos resultados preliminares mostram flutuações desses parâmetros ao variarmos a dopagem, sugerindo que seria desejável a obtenção de resultados de TCMD mais precisos, o que encontra-se em andamento, para que então novos ajustes ao modelo fenomenológico
sejam realizados.

Palavras-chave: Interações fortes, supercondutividade, fase pseudogap.