TRANSITION OF DEEPGEAGE IN THE SUPERCONDUCTING VORTEX NETWORKS: STUDY BY DIGITAL SIMULATION - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2012

TRANSITION OF DEEPGEAGE IN THE SUPERCONDUCTING VORTEX NETWORKS: STUDY BY DIGITAL SIMULATION

TRANSITION DE DÉPIÉGEAGE DANS LES RÉSEAUX DE VORTEX SUPRACONDUCTEURS : ÉTUDE PAR SIMULATION NUMÉRIQUE

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Abstract

In this work we study the depinning and the dynamics of disordered elastic systems which de nes a broad class of systems from interfaces (like magnetic or ferroelectric domains walls) to periodic structures (like vortex lattices in type II superconductor, colloids or Wigner crystals). In these systems, the competition between the elasticity of the structure that wants to impose a perfect order and disorder produces a rich phase diagram. We use large-scale numerical simulations, in which we speci cally focus on 2D superconductor vortex lattices. Two types of depinning are observed when the lattices are driven by a uniform force : plastic and elastic depinning. We mainly focus on the elastic depinning obtained when the pinning is weak. Using a scaling law analysis at both zero and nonzero temperature we show that the depinning transition is continuous near the depinning threshold. Various critical exponent are evaluated such as the and exponents characterizing the force and temperature dependances of the velocity or the exponent characterizing the divergence of the correlation length of the system. A simple viscoelastic model allowing to describe plasticity in periodic structures driven over a strong disordered medium is also developed. A wide variety of dynamical behaviors, similar to those observed on a larger scale in periodic systems, can be extracted from such a model. An elastic or plastic depinning is observed, hysteresis is measured in the case of elastic depinning, while chaos is detected for plastic depinning.
Cette étude traite du dépiégeage et de la dynamique des systèmes élastiques désordonnés. Ce cadre regroupe une large classe de systèmes allant des interfaces (telles que les parois de domaines dans les systèmes magnétiques ou ferroélectriques) aux systèmes périodiques (comme les réseaux de vortex dans les supraconducteur de type II, les colloïdes ou encore les cristaux de Wigner). Dans ces systèmes, la compétition entre l'élasticité de la structure qui veut imposer un ordre parfait et le désordre induit une grande richesse dans le diagramme de phase. L'étude est menée par simulations numériques à grande échelle, dans lesquelles nous nous intéresserons spéci fiquement aux réseaux 2D de vortex supraconducteurs. Deux types de dépiégeage sont observés lorsque l'on met en mouvement ces réseaux à l'aide d'une force extérieure : un dépiégeage plastique et un dépiégeage élastique. Nous portons notre attention sur la transition de dépiégeage élastique obtenue dans le cas d'un piégeage faible. A travers une analyse en loi d'échelle à température nulle et à température nie nous montrons le caractère continu de la transition. Divers exposants critiques sont déterminés dont l'exposant et caractérisant la dépendance en force et en température de la vitesse ou bien l'exposant caractérisant la divergence de la longueur de corrélation du système. Un modèle visco-élastique simple permettant de décrire la plasticité dans les systèmes périodiques évoluant sur un potentiel de piégeage en présence de désordre fort est également développé. Une grande variété de comportements dynamiques, similaires à ceux observés à plus grande échelle dans des systèmes périodiques, peuvent être extraits d'un tel modèle. Un dépiégeage élastique ou plastique est observé, de l'hystérésis est mesurée dans le cas du dépiégeage élastique, et du chaos est détecté pour le dépiégeage plastique.
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Dates and versions

tel-00741545 , version 1 (13-10-2012)
tel-00741545 , version 2 (28-11-2012)

Identifiers

  • HAL Id : tel-00741545 , version 2

Cite

Nicolas Di Scala. TRANSITION DE DÉPIÉGEAGE DANS LES RÉSEAUX DE VORTEX SUPRACONDUCTEURS : ÉTUDE PAR SIMULATION NUMÉRIQUE. Systèmes désordonnés et réseaux de neurones [cond-mat.dis-nn]. Université François Rabelais - Tours, 2012. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00741545v2⟩
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