Superconductores de Alta Temperatura

Se espera que los materiales cerámicos sean aislantes -mejor dicho no superconductores-, pero eso es ciertamente lo que Georg Bednorz y Alex Muller encontraron cuando estudiaron la conductividad de una cerámica de óxido de lantano-bario-cobre en 1986. Su temperatura crítica de 30ºK fue la más alta que se había medido hasta la fecha, pero con su descubrimiento comenzó una oleada de actividad que ha llevado a descubrir un comportamiento de superconducción tan alto como 125ºK.

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Conceptos de Superconductividad

Referencia Rohlf, Cap. 15

Ver también June 91 issue of Physics Today ( 7 artículos).
 
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Fases del Superconductor de Cuprato

Este diagrama de fase es ilustrativo de la complejidad de los materiales superconductores de alta temperatura, que se aplica a los materiales de cuprato. Con dopados muy bajo, muestran la orden de largo alcance de un material antiferromagnético.

El dopado rompe el orden antiferromagnético y se convierten en aislantes. Con solamente una fracción de dopado alrededor de 0,1 a 0,2, se convierten en superconductores.

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Conceptos de Superconductividad

Referencia Batlogg in Physics Today, 1991
 
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Los superconductores de alta temperatura son materiales cerámicos con capas de óxido de cobre espaciadas por capas que contienen bario y otros átomos. El compuesto de itrio es algo único, tiene una estructura cristalina regular mientras que la versión de lantano se clasifica como una solución sólida. El compuesto de itrio se llama a menudo el superconductor 1-2-3, debido a las proporciones de sus componentes.
De Jorgensen, Physics Today 44,34, (1991)
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Conceptos de Superconductividad

Referencia Rohlf, Cap. 15
 
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Energía en los Superconductores como Función de la Temperatura

El intervalo de energía eficaz en los superconductores se puede medir en experimentos de absorción de microondas. Los datos de la izquierda ofrecen una confirmación general de la teoría BCS de la superconductividad.

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Conceptos de Superconductividad

Referencia Blatt, Cap. 13
 
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Capacidad Calorífica del Vanadio

La capacidad calorífica del vanadio superconductor, es muy diferente de la del vanadio que se mantiene en el estado normal mediante la imposición de un campo magnético sobre la muestra. El aumento exponencial de la capacidad calorífica cerca de la temperatura crítica sugiere que el material superconductor tiene una banda de energía prohibida.

Esta evidencia de una banda prohibida es una de las piezas de la evidencia experimental que apoya la teoría BCS de la superconductividad.

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Conceptos de Superconductividad

Referencia Rohlf, Cap. 15
 
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Capacidad Calorífica Exponencial

Cuando el vanadio se calienta hacia su temperatura crítica, la capacidad calorífica aumenta 100 veces en solo 4ºK. Este incremento exponencial, sugiere la existencia de una banda de energía prohibida que debe ser "puenteada" por energía térmica. Esta evidencia de banda de energía prohibida, fué parte de la motivación experimental para la teoría BCS de la superconductividad.

Comparar la Capacidad Calorífica del Vanadio Normal y Superconductor
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Conceptos de Superconductividad

Referencia Rohlf, Cap. 15
 
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