Proyecto de Grado SC - Biblioteca Digital Universidad del Valle

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Por vez primera, después de más de 12 años fue posible encontrar una sustancia con una temperatura de transición superior a 23.3 Kelvin. Se debía a los científicos franceses C. Michel, L. Er-Rakho y B. Raveau, y en él se presentaba un nuevo material cuyas características de ser un óxido metálico nuevo de cobre de valencia mixta lo convertían en candidato ideal para presentar superconductividad, de acuerdo con las hipótesis de trabajo de Bednorz y Müller. La composición de este material es: BaLa4Cu5 O13·4, compuesto a base de bario, lantanio, cobre y oxigeno. Bednorz y Müller empezaron a explorar sus propiedades, variando la concentración de Ba. En la primavera de 1986 publicaron su artículo anunciando la superconductividad a una temperatura de 35 K en esta clase de compuestos. En éstos, el arreglo de los iones corresponde a una geometría típicamente conocida como perouvskita y que es muy común entre los materiales llamados ferroeléctricos. Se ha alcanzado un rápido progreso para encontrar materiales con temperaturas de transición superconductora cada vez más altas. Son Muy pocos los avances científicos, si es que ha habido alguno, que han generado un flujo de actividad científica casi frenética en todo el mundo y, al mismo tiempo, un interés inmediato y muy grande entre el público en general. Lo que la inmensa mayoría pensaba ya como algo imposible es ahora algo real y palpable: tener superconductividad a temperaturas mayores que las el nitrógeno líquido. Los intentos por explicar la superconductividad de alta temperatura crítica, se pueden dividir en dos clases, teorías que retoman la BCS, y proponen nuevos mecanismos para la formación de los pares de Cooper, y las teorías que abandonan por completo la BCS. Se cree que el mismo mecanismo microscópico opera en todos los nuevos óxidos superconductores, pero aun no hay un consenso en cual es este mecanismo. La mayoría de las ideas enfatizan la importancia de los planos de Cu-O y el dopaje, además de que se considera la existencia de los pares de Cooper formados por huecos y no por electrones [1]. 32
Parece ser que, a diferencia de los superconductores clásicos, la forma concreta en que se disponen los átomos del cristal representa un papel muy importante en la aparición del fenómeno. La mayoría de estas cerámicas son conductoras por encima de su punto de transición, debido a las peculiaridades del enlace entre los átomos de cobre y oxigeno que forman el núcleo (cuprato) de su composición. Estos átomos se disponen en forma de capas alternas dentro del material, permitiendo que un cierto número de electrones puedan desplazarse entre los mismos sin resistencia alguna. Todavía no está muy claro el porqué son superconductores estos materiales aunque la opinión más generalizada es que este fenómeno está muy relacionado con el magnetismo. En la cerámica descubierta por Bednorz y Muller se ha observado que, por encima de la temperatura crítica, exhibe una forma particular de magnetismo. Pero, por debajo de la temperatura de transición, se modifica la estructura cristalina (u ordenamiento de los átomos), destruyendo el magnetismo y el material se vuelve superconductor [14,20]. Hay capas de átomos de cobre y oxígeno (estas serían el interior, la parte esencial para conseguir superconductividad) que se alternan con capas de otros metales (digamos las capas externas). Y esta sucesión abarca un número enorme de capas. Se debe hacer constar que también se han sintetizado óxidos de estructuras cubicas sin cobre o compuestos a base de carbono, cuya estructura tridimensional y composición química no se asemejan a las de los óxidos a base de cobre, es decir, hay varias clases de superconductores de alta temperatura crítica [14]. En los superconductores de alta temperatura, al aplicarles un campo de unos 10 Tesla, la resistencia del material podía hacerse hasta cien veces superior a la del cobre en razón de que los vórtices en las cerámicas superconductoras no permanecen fijos en una estructura triangular rígida, sino que se funden en un estado parecido al líquido, en el que los vórtices se van desplazando caóticamente. Puesto que cada vórtice está constituido por una corriente eléctrica que circula 33
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