Superconductor Cuprate
Els superconductors Cuprate són una família de materials superconductors d'alta temperatura fets de capes d'òxids de coure (CuO₂) alternant amb capes d'altres òxids metàl·lics, que actuen com a dipòsits de càrrega. A pressió ambient, els superconductors de cuprat són els superconductors de temperatura més alta coneguts. Tanmateix, encara no s'entén el mecanisme pel qual es produeix la superconductivitat.
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/bb/Timeline_of_Superconductivity_from_1900_to_2015.svg/438px-Timeline_of_Superconductivity_from_1900_to_2015.svg.png)
El primer superconductor de cuprat es va trobar l'any 1986 en l'òxid de coure de bari de lantani cuprat no estequiomètric pels investigadors d'IBM Georg Bednorz i Karl Alex Müller. La temperatura crítica per a aquest material va ser de 35ºK, molt per sobre del rècord anterior de 23ºK.[1] El descobriment va provocar un fort augment de la investigació sobre els cuprates, donant lloc a milers de publicacions entre 1986 i 2001.[2] Bednorz i Müller van rebre el Premi Nobel de Física l'any 1987, només un any després del seu descobriment.[3]
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a0/Bi2212_Unit_Cell.png)
A partir de 1986, es van identificar molts superconductors de cuprat i es poden agrupar en tres grups en un diagrama de fases: temperatura crítica en funció del contingut del forat d'oxigen i contingut del forat de coure:
- bari de lantà- (LB-CO), Tc=-240 °C (35ºK).
- itri bari- (YB-CO), Tc=-215 °C (93ºK).[4]
- bismut estronci calci- (BiSC-CO), Tc=-180 °C (95ºK).
- tal·li bari calci- (TBC-CO), Tc=-150 °C (125ºK).[5]
- mercuri bari calci- (HGBC-CO) 1993, amb Tc=-140 °C (133ºK), actualment la temperatura crítica de cuprat més alta.[6][7]
Els cuprates són materials en capes, formats per plans superconductors d'òxid de coure, separats per capes que contenen ions com el lantà, el bari, l'estronci, que actuen com a dipòsit de càrrega, dopant electrons o forats en els plans d'òxid de coure. Així, l'estructura es descriu com una superretícula de capes superconductores de CuO₂ separades per capes separadores, donant lloc a una estructura sovint estretament relacionada amb l'estructura de la perovskita. La superconductivitat té lloc dins de les làmines d'òxid de coure (CuO₂), amb només un acoblament feble entre els plans de CuO₂ adjacents, fent que les propietats siguin properes a les d'un material bidimensional. Els corrents elèctrics flueixen dins de les làmines de CuO₂, donant lloc a una gran anisotropia en propietats conductores i superconductores normals, amb una conductivitat molt més alta paral·lela al pla de CuO₂ que en la direcció perpendicular.
Referències
modifica- ↑ J. G. Bednorz; K. A. Mueller Z. Phys. B, 64, 2, 1986, pàg. 189–193. Bibcode: 1986ZPhyB..64..189B. DOI: 10.1007/BF01303701.
- ↑ Mark Buchanan Nature, 409, 6816, 2001, pàg. 8–11. DOI: 10.1038/35051238. PMID: 11343081.
- ↑ Nobel prize autobiography.
- ↑ Wu, M. K.; Ashburn, J. R.; Torng, C. J.; Hor, P. H.. Superconductivity at 93 K in a New Mixed-Phase Y-Ba-Cu-O Compound System at Ambient Pressure. 7. Springer Netherlands, 1993, p. 281–283. DOI 10.1007/978-94-011-1622-0_36. ISBN 978-94-010-4707-4 [Consulta: 14 octubre 2021].
- ↑ Sheng, Z. Z.; Hermann A. M. Nature, 332, 6160, 1988, pàg. 138–139. Bibcode: 1988Natur.332..138S. DOI: 10.1038/332138a0.
- ↑ Schilling, A.; Cantoni, M.; Guo, J. D.; Ott, H. R. Nature, 363, 6424, 1993, pàg. 56–58. Bibcode: 1993Natur.363...56S. DOI: 10.1038/363056a0.
- ↑ Lee, Patrick A. Reports on Progress in Physics, 71, 1, 2008, pàg. 012501. arXiv: 0708.2115. Bibcode: 2008RPPh...71a2501L. DOI: 10.1088/0034-4885/71/1/012501.