Superconductores

Clasificación de los superconductores

Estructura de la cerámica de óxido de itrio, bario y cobre, más conocida como YBCO, un ejemplo de superconductor de tipo II, no convencional y de alta temperatura.
Los superconductores se suelen clasificar atendiendo a distintos criterios, que pueden estar relacionados con su comportamiento físico, la comprensión que tenemos de ellos, el coste económicopara utilizarlos o el material de que están hechos.
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Por su comportamiento físico
* Superconductores de tipo I: son los que tienen un único campo magnético crítico Hc, y pasan bruscamente del estado superconductor al normal.
* Superconductores de tipo II: son aquellos en los que se pueden considerar dos campos magnéticos críticos, Hc1 y Hc2, estando plenamente en el estadosuperconductor para un campo magnético externo por debajo de Hc1 y en el estado normal por encima de Hc2, hallándose en un estado mixto cuando el campo magnético se halla entre ambos.
Este criterio se debe a Alekséi Abrikósov y fue propuesto en 1957.[1] [2] De forma más rigurosa se emplea el parámetro de Ginzburg-Landau, de modo que
* si (especialmente, si ) entonces la energía superficial delsuperconductor es positiva y se trata de un superconductor de tipo I,
* si (especialmente, si ) entonces la energía superficial del superconductor es negativa y se trata de un superconductor de tipo II
Por la teoría que los explica

Láminas de niobio de 1 mm de espesor. El niobio es un elemento puro superconductor de baja temperanductor de tipoiona: son los que se pueden explicar mediante lateoría BCS o sus derivados (lo que significa que los pares de Cooper se forman debido a la interacción electrón-fonón).
* Los superconductores no convencionales se pueden explicar mediante dichas teorías (es decir, los pares de Cooper no se forman únicamente por la interacción electrón-fonón, y además intervienen procesos magnéticos que complican el problema).
La importancia de este criterio declasificación se basa en que tenemos una teoría, la teoría BCS, que explica con éxito las propiedades de los superconductores convencionales desde 1957, mientras que no hay aún una teoría satisfactoria para los superconductores no convencionales. Para estudiar los superconductores no convencionales se suele emplear la teoría Ginzburg-Landau, que sin embargo es una teoría macroscópica (es decir,no explica las propiedades a partir de primeros principios como sí hace la teoría BCS, que es una teoría microscópica). El estudio riguroso de los superconductores no convencionales es un problema no resuelto en física.
En la mayoría de los casos, los superconductores de tipo I son a su vez convencionales, pero hay algunas excepciones, como por ejemplo el niobio o el diboruro de magnesio, que sona la vez convencionales y de tipo II.
* Superconductores de baja temperatura: suelen llamarse así a aquellos cuya temperatura crítica está por debajo de los 77K.
* Superconductores de alta temperatura: suelen llamarse así a aquellos cuya temperatura crítica está por encima de los 77K.
La razón por la que se suele tomar dicha temperatura está en la facilidad con la que podemos enfriar elmaterial (marcando una diferencia en el precio de los experimentos dedicados a su estudio), ya que por encima de 77K podemos utilizar métodos de enfriado de bajo coste, como el nitrógeno líquido, en lugar de otros como el helio líquido.
Por otra parte los superconductores de alta temperatura son mucho más interesantes desde el punto de vista de las aplicaciones prácticas, razón por la cual muchoscentros de investigación centran sus esfuerzos en buscar y diseñar materiales que tengan una temperatura crítica un poco más alta.
En algunas ocasiones se dice que el diboruro de magnesio (cuya temperatura crítica es de 39K) es de alta temperatura, lo cual contradice el criterio aquí expuesto, y de hecho no es una afirmación muy rigurosa. La razón de ello es que su temperatura es relativamente...