Resumo: No presente trabalho, preparamos dois sistemas:
* Ag-Fe para estudar a competição entre Kondo efeito e interação RKKY e
* Bi-Co para estudar a competição entre um isolante tipo Mott (MI) - e um
supercondutores (SC) em amostras recém preparadas, e a competição entre SC e comportamento isolante (IS) após aquecimento em amostras bi-camadas de
Co-clusters/Bi.
Filmes finos de prata contendo 0,3-1,5 % de Fe foram preparados pela codeposição
de vapor. Dependendo da temperatura do substrato e a concentração de ferro foi possível seguir sistematicamente a formação de clusters de ferro de tamanho nanômetrico a partir de monômeros de ferro inicialmente diluídos. As amostras foram caracterizadas através de difração de raios X, resistividade, magnetização, suscetibilidade, absorção de raios-x de estrutura fina (EXAFS), e espectroscopias Mössbauer e de rotação de spin do muon. Para amostras com concentrações de ferro abaixo de 1 % preparado em baixas temperaturas encontramos provas claras para o efeito Kondo. Para concentrações mais elevadas todas as amostras estudadas mostraram uma variação não-monotônica de resistividade com a temperatura, que pode ser entendido por competição da blindagem dos momentos dos clusters pelo espalhamento do spin eletrônico devido ao efeito Kondo e o acoplamento magnético. O
comportamento magnético pode ser mais bem descrito com um ensemble de
partículas ferromagnéticas. O congelamento magnético observado em baixas
temperaturas, pode ser controlado principalmente através da interação interpartícula
mediada através da polarização de elétrons de condução, ou seja, a interação RKKY.
Para os estudos do segundo sistema, depositamos um filme amorfo de Bi a 4,2 K com uma espessura entre 3 e 7 nm sobre uma camada de clusters Co, previamente depositados com tamanho médio de ~ 4, 5 nm. A quantidade total dos clusters depositado corresponde a uma camada de espessura média entre 0,7 e 5,5 nm. Medições in-situ de transporte foram realizadas entre 2 e 100 K. Medidas de resistência elétrica de amostras recém-preparadas mostram condutividade hopping (tunelamento) como ƿ = ƿ0 exp[(T0/T)1/2] acima da transição supercondutora (Tc) e na re-entrada do estado normal novamente com condutividade hopping (tunelamento) abaixo Tc. Após o aquecimento até 60 K o Bi amorfo se cristaliza. Os Filmes puros de Bi cristalizado apresentam um comportamento típico de um metal bidimensional com fraca localização devido a algum tipo de desordem e não há indicação de supercondutividade.
Os filmes cristalizados de Bi acima dos clusters de Co, por outro lado, mostram
um forte aumento da resistividade ƿ com a diminuição da temperatura e uma queda acentuada de ƿ em Tc. Isto poderia ser explicado por uma abertura de um gap na densidade de estados (DOS) na camada do filme de Bi na interface Co/Bi devido à presença dos momentos magnéticos dos clusters de Co. Esta abertura do gap na DOS foi previsto na superfície de um TI tradicional, decorado com impurezas magnéticas.
Outra possível interpretação para a dependência muito peculiar da resistividade
com lei de potência pode ser criticalidade quântica próximo de um QCP. Para um sistema em 2D de fato um expoente de 2/3 é esperado. Ainda não está muito claro quais são os parâmetros de controle. Estes podem estar relacionados com o grau de desordem (cristalinidade) ou tensão interna da amostra. Para uma decisão de qual das duas explicações propostas ou ambos são significativos ainda é necessário mais dados. Esta interpretação ainda necessita de mais dados e analise para sua confirmação.
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