La transición del estado normal al estado superconductor puede ser tan bien marcada como que el cambio tenga lugar en un intervalo de un diezmilésimo de 1 K. En el cuadro 1 se muestra un conjunto de materiales superconductores con sus correspondientes temperaturas de transición.
Nótese el enorme salto en el valor de Tc cuando empezaron a prepararse aleaciones con tierras raras (como el itrio), con cobre y oxígeno.
Hay algunas características de los materiales superconductores del tipo metálico (primera parte del cuadro 1, que no cambian con la transición al estado superconductor, entre ellas podemos señalar las siguientes:
1) El patrón de difracción de los rayos X no cambia. Esto indica que no hay cambio en la simetría de la red cristalina. Tampoco hay cambio en la intensidad del patrón de difracción, lo que indica que prácticamente no hay cambio en la estructura electrónica.
2) No hay cambio apreciable en las propiedades ópticas del material, aunque éstas están usualmente relacionadas con la conductividad eléctrica.
3) En ausencia de un campo magnético aplicado sobre la muestra, no hay calor latente en la transición.
4) Las propiedades elásticas y de expansión térmica no cambian en la transición.
Por otro lado, hablando de los materiales de la primera parte del cuadro 1, hay algunas propiedades que cambian en la transición al estado superconductor como: a) Las propiedades magnéticas (que cambian radicalmente). En el estado superconductor puro prácticamente no hay penetración de flujo magnético en el material; b) el calor específico, que cambia discontinuamente a la temperatura de transición. En presencia de un campo magnético se produce también un calor latente de la transformación; c) todos los efectos termoeléctricos desaparecen en el estado superconductor, y d) la conductividad térmica cambia discontinuamente cuando se destruye la superconductividad en presencia de un campo magnético..
Cuadro 1
La clase de aleaciones que se señalan en los últimos lugares del cuadro 1 son del tipo cerámico y de reciente descubrimiento. No se esperaba que materiales de este tipo pudieran tener temperaturas de transición al estado superconductor tan elevadas. Por ello es que no se habían explorado con anterioridad. A principios de 1987 comenzó a informarse sobre temperaturas de transición tan altas como las mostradas al final del cuadro 1, a partir del compuesto cerámico BaLa4 Cu5 O13.4, que había sido sintetizado y dado a conocer en 1986. Estos nuevos materiales son bastante complicados, en su estructura y propiedades. Su estudio y comprensión se ha ido realizando con bastante dificultad desde su descubrimiento. Aún, no se entiende claramente cómo ocurre la transición al estado superconductor. Hay indicios de que es posible lograr una temperatura de transición aún más elevada que las indicadas en el cuadro 1. Parece ser que el oxígeno desempeña un papel crucial en la aparición del estado superconductor y en el alto valor de la temperatura crítica, junto con el cobre. También se empieza a tener la certeza de que el efecto de dimensionalidad es muy importante. Esto quiere decir que en estos materiales los fenómenos dominantes para la superconductividad ocurren en dos dimensiones. Este espacio bidimensional corresponde a las capas de la estructura del material donde se encuentran el cobre y el oxígeno.
Jose E. Guerrero C
CAF
Seccion 1
http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/064/htm/sec_8.htm
No hay comentarios:
Publicar un comentario