OXIDOS MIXTOS SUPERCONDUCTORES
Páginas: 27 (6524 palabras)
Publicado: 26 de diciembre de 2014
OXIDOS MIXTOS SUPERCONDUCTORES
1.- INTRODUCCION.
La ciencia del estado sólido es un campo de intensa actividad investigadora en el que la contribución de los químicos ha consistido en el desarrollo de nuevos métodos de síntesis de materiales complejos. El conocimiento de la estructura y del enlace que tienen los químicos hace que su contribución sea de gran importancia. Actualmente dentrode la química del estado sólido se desarrollan nuevos métodos de síntesis, nuevas formas de caracterización e identificación de los materiales y de describir sus estructuras, pero sobre todo se pretende la obtención de materiales con propiedades controladas (electrónicas, magnéticas, dieléctricas, catalíticas....).
Uno de los fenómenos más espectaculares y que ha cobrado mayor interés en laciencia del estado sólido en los últimos años es la superconductividad. Cuando la temperatura de los materiales superconductores desciende por debajo de un cierto valor crítico deja de haber resistencia eléctrica y aparece el estado superconductor. Fue descubierto en 1911 por Gerd Holst y Kanmerling Onnes y durante 50 años el fenómeno sólo se dio unas decenas de grados por encima del cero absoluto.Los materiales superconductores desarrollados durante todo este tiempo eran generalmente metales y aleaciones y su temperatura crítica en ningún caso superaba los 30 K. En 1986 el descubrimiento de una nueva familia de superconductores de alta temperatura crítica, los cupratos ha hecho albergar esperanzas de varias aplicaciones como:
Transporte de alta potencia.
Almacenamiento de energía.Producción de intensos campos magnéticos.
Magnetometría.
Telecomunicaciones.
Informática rápida.
Los físicos teóricos que habían establecido las razones por las que no se sobrepasaban los 30 K de TC se vieron sorprendidos en 1986 por la aparición de un compuesto con una TC de 30 K en el óxido de cobre, lantano y bario, BaLaCuO. A partir del descubrimiento de esta fase se realizó un gran esfuerzoinvestigador que ha continuado hasta nuestros días y que dio como resultado el descubrimiento de nuevas fases superconductoras con TC superiores. En 1987 se encontraron fases superconductoras con una TC= 95 K en el sistema Y2Ba4Cun+6O14+n (n=0,1,2). Un año después aparecen compuestos de la familia; Bi-M-Cu-O (M=Ca y/o Sr) con una TC de 125 K. La principal novedad de estas familias comparadas conlos óxidos superconductores anteriores era la ausencia de metales lantánidos.
Estas fases se pueden englobar dentro de la clase mas general que es la fase (Bi,Tl-O)m (Sr,Ba)2Can-1 CunO2n+2+y. Éstos óxidos presentan una característica común que es la presencia de unidades estructurales (CuO2) cadenas y/o planos de átomos de Cu en un entorno cuadrado plano. La superconductividadaparece cuando los planos (CuO2) están dopados con una cantidad suficiente de carga.
Dentro de este sistema aparecen las fases superconductoras de composición ideal Bi2CaSr2Cu2Oy (2212) y Bi2Ca2Sr2Cu2Oy con TC de 85 y 110 K respectivamente. Una sustitución parcial o total del átomo de Bi por el de Pb ha originado fases superconductoras de mayor TC. En estas fases aparecen además de planos (CuO2),planos formados por la repetición de unidades CuO5 donde el Cu tiene una coordinación de pirámide de base cuadrada. Alguno de los nuevos compuestos presenta características estructurales distintas como puede ser la aparición de tridimensionalidad.
Otros superconductores son los de la serie HgBa2Can-1CunO2n+2+. Formados por capas (CuO2) entre bloques tipo NaCl de (BaO)(HgO)(BaO). Las TC quepresentan son 94, 129, 133 y 126 K para n= l, 2, 3 y 4 respectivamente. Otra posibilidad es la de sustituir átomos de Cu por grupos carbonato.
El descubrimiento de óxidos superconductores con elevadas TC suscitó grandes esperanzas ya que vencía una de las limitaciones de los superconductores convencionales que era la necesidad de utilizar como refrigerante He líquido. Al aumentar la TC se pudo...
1.- INTRODUCCION.
La ciencia del estado sólido es un campo de intensa actividad investigadora en el que la contribución de los químicos ha consistido en el desarrollo de nuevos métodos de síntesis de materiales complejos. El conocimiento de la estructura y del enlace que tienen los químicos hace que su contribución sea de gran importancia. Actualmente dentrode la química del estado sólido se desarrollan nuevos métodos de síntesis, nuevas formas de caracterización e identificación de los materiales y de describir sus estructuras, pero sobre todo se pretende la obtención de materiales con propiedades controladas (electrónicas, magnéticas, dieléctricas, catalíticas....).
Uno de los fenómenos más espectaculares y que ha cobrado mayor interés en laciencia del estado sólido en los últimos años es la superconductividad. Cuando la temperatura de los materiales superconductores desciende por debajo de un cierto valor crítico deja de haber resistencia eléctrica y aparece el estado superconductor. Fue descubierto en 1911 por Gerd Holst y Kanmerling Onnes y durante 50 años el fenómeno sólo se dio unas decenas de grados por encima del cero absoluto.Los materiales superconductores desarrollados durante todo este tiempo eran generalmente metales y aleaciones y su temperatura crítica en ningún caso superaba los 30 K. En 1986 el descubrimiento de una nueva familia de superconductores de alta temperatura crítica, los cupratos ha hecho albergar esperanzas de varias aplicaciones como:
Transporte de alta potencia.
Almacenamiento de energía.Producción de intensos campos magnéticos.
Magnetometría.
Telecomunicaciones.
Informática rápida.
Los físicos teóricos que habían establecido las razones por las que no se sobrepasaban los 30 K de TC se vieron sorprendidos en 1986 por la aparición de un compuesto con una TC de 30 K en el óxido de cobre, lantano y bario, BaLaCuO. A partir del descubrimiento de esta fase se realizó un gran esfuerzoinvestigador que ha continuado hasta nuestros días y que dio como resultado el descubrimiento de nuevas fases superconductoras con TC superiores. En 1987 se encontraron fases superconductoras con una TC= 95 K en el sistema Y2Ba4Cun+6O14+n (n=0,1,2). Un año después aparecen compuestos de la familia; Bi-M-Cu-O (M=Ca y/o Sr) con una TC de 125 K. La principal novedad de estas familias comparadas conlos óxidos superconductores anteriores era la ausencia de metales lantánidos.
Estas fases se pueden englobar dentro de la clase mas general que es la fase (Bi,Tl-O)m (Sr,Ba)2Can-1 CunO2n+2+y. Éstos óxidos presentan una característica común que es la presencia de unidades estructurales (CuO2) cadenas y/o planos de átomos de Cu en un entorno cuadrado plano. La superconductividadaparece cuando los planos (CuO2) están dopados con una cantidad suficiente de carga.
Dentro de este sistema aparecen las fases superconductoras de composición ideal Bi2CaSr2Cu2Oy (2212) y Bi2Ca2Sr2Cu2Oy con TC de 85 y 110 K respectivamente. Una sustitución parcial o total del átomo de Bi por el de Pb ha originado fases superconductoras de mayor TC. En estas fases aparecen además de planos (CuO2),planos formados por la repetición de unidades CuO5 donde el Cu tiene una coordinación de pirámide de base cuadrada. Alguno de los nuevos compuestos presenta características estructurales distintas como puede ser la aparición de tridimensionalidad.
Otros superconductores son los de la serie HgBa2Can-1CunO2n+2+. Formados por capas (CuO2) entre bloques tipo NaCl de (BaO)(HgO)(BaO). Las TC quepresentan son 94, 129, 133 y 126 K para n= l, 2, 3 y 4 respectivamente. Otra posibilidad es la de sustituir átomos de Cu por grupos carbonato.
El descubrimiento de óxidos superconductores con elevadas TC suscitó grandes esperanzas ya que vencía una de las limitaciones de los superconductores convencionales que era la necesidad de utilizar como refrigerante He líquido. Al aumentar la TC se pudo...
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