Nanoestructuras de óxidos para espintrónica superconductora

En esta tesis hemos explorado el efecto de proximidad superconductor en estructuras de ferromagneticos/superconductores que combinan cupratos de oxido complejos (YBCO) y manganitas (LSMO). La tesis a su vez ha sido dividida en 5 capitulos: - Capitulo 1: Introduccion. Descripcion y analisis de los fundamentos teoricos y los experimentos previos sobre la materia. Los dos efectos principales que se miden en esta tesis, el efecto Josephson y la resonancia ferromagnetica, se describen en profundidad. Ademas, se justifica la eleccion de los materiales ferromagneticos y superconductores. - Capitulo 2: Tecnicas experimentales. Tecnicas utilizadas tanto para el crecimiento como para las medidas de las muestras en esta tesis. Es de especial importancia la descripcion de los dos sistemas de resonancia ferromagnetica que se han establecido desde cero en esta tesis, tanto en el CNRS-Thales como en la Universidad Complutense de Madrid. - Capitulo 3: Efecto de proximidad en uniones Josephson medio-metal/superconductor. Este es el mas importante de los resultados de esta tesis, y en este capitulo se explica la fabricacion de dispositivos superconductores/ferromagneticos (S/F) y se analizan sus medidas. Se describe el resultado mas importante, a saber, el hallazgo de un efecto superconductor de proximidad de largo alcance en una union Josephson medio metalica a alta temperatura ( > 50 K). - Capitulo 4: El efecto de proximidad en las estructuras S/F se estudia mediante resonancia ferromagnetica. Despues de medir el efecto de proximidad mediante la caracterizacion habitual de magnetotransporte, se realizaron experimentos de resonancia ferromagnetica. Se ha encontrado un aumento del damping por debajo de la transicion superconductora en las estructuras de ferromagneticos/superconductores, confirmando y apoyando la presencia de tripletes de Cooper en nuestros sistemas. - Capitulo 5: Conclusiones. Se resumen las principales conclusiones de esta tesis y se describe la importancia de los logros alcanzados. El capitulo termina con una serie de observaciones de las perspectivas de futuro. En esta tesis hemos logrado fabricar microestructuras planares de YBCO/LSMO/YBCO donde los bancos superconductores de YBCO estan separados por distancias de micras por un ferromagnetico medio metalico LSMO utilizando patrones de alumina amorfa definidas por litografia de haz de electrones. Hemos encontrado pruebas convincentes de un efecto de proximidad superconductor de muy largo alcance en el LSMO medio metalico inducidos por los bancos superconductores de YBCO. El acoplamiento de Josephson se ha demostrado sin ambiguedades en las uniones planares que, ademas de grandes corrientes criticas y, de manera bastante notable, muestran los rasgos distintivos de la fisica de Josephson: i) oscilaciones de corrientes criticas impulsadas por la cuantificacion del flujo magnetico; y ii) efectos de fase cuantica bajo excitacion de microondas (pasos de Shapiro). Estos ultimos, no reportados en el contexto de la superconductividad inducida de los tripletes, muestran aqui una duplicacion anomala de la frecuencia de Josephson predicha por varias teorias. Los patrones de oscilacion de largo periodo de Fraunhofer en la resistencia frente a los barridos de campo magnetico han proporcionado fuertes indicios de un efecto Josephson triplete completamente nuevo impulsado por la rotacion de la magnetizacion en una pared de dominio de tipo Bloch en el LSMO. Propuesto teoricamente, esta es, hasta donde sabemos, la primera evidencia experimental de tal efecto. Ademas, hemos probado que FMR es una herramienta poderosa para medir el efecto de proximidad en sistemas superconductores/ferromagneticos. El hecho de que no hay necesidad de muestras de nanoestructuradas, ni de procesos complejos aparte del crecimiento de la muestra, hacen de FMR una tecnica relativamente rapida para estudiar la interaccion de proximidad en las interfaces.