Davila Macías Francisco Javier

Domínguez Castillo Karla

Morales Toledo Erik Guillermo

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Cerámicos

El termino cerámica

procede del griego

keramos, que

significa materia

quemada.

Características de los cerámicos

Resistencia térmica.

Dureza.

Elevada resistividad eléctrica.

Superconductividad

La superconductividad es un

fenómeno que denota el

estado en el cual la

resistencia eléctrica de

ciertos materiales de forma

repentina disminuye hasta

llegar a un valor muy

cercano a cero. La

temperatura por debajo de la

cual la resistencia eléctrica

de un material se aproxima a

cero se denomina

temperatura critica (Tc).

Fechas Importantes

1911 : descubrimiento de resistencia cero

en mercurio a 4.2 K (Kamerlingh onnes)

1933 : los superconductores son , por

debajo de cierto valor de campo

magnético aplicado , diamagnéticos

perfectos (meissner , ochsenfeld)

1957.- John Bardeen, Leon Cooper y Robert

Schrieffer (P. Nobel) ⇒Teoría “estructura

microscópica” de la superconductividad

1986.- Bednorz&Müller (P. Nobel)

descubrimiento de los superconductores

(óxidos metal.)de alta temperatura Hg → Hg

(resistencia nula, sin pérdida de energía)

4.2K

Ba-La-Cu-O (TC ≅30K)

Dependiendo de cómo pasan del estado superconductor al normal al aplicar un

campo magnético bext > bc existen dos tipos de superconductores

Teoría microscópica de la

superconductividad

Podemos dividir los materiales semiconductores conocidos en tres grandes grupos

· Elementos: alrededor de 25 metales presentan esta propiedad. los metales sencillos de electrones casi-libres (metales nobles, metales alcalinos) no se vuelven superconductores mientras que elementos de casi todas las estructuras cristalinas pueden ser superconductores

Consideremos primeramente un electrón que viaja

a través de la red cristalina, como se muestra en la

figura 10. Este electrón va tirando de cada ion

positivo a su paso, generando una onda de

perturbación en la red. Ahora veamos con más

detalle a un electrón dentro de la red cristalina

(figura 10). Este electrón moverá hacia él a los

iones vecinos creando, localmente, un aumento en

la densidad de carga positiva, de manera tal que

otro electrón que pase por la vecindad de esta

región podrá ser atraído por el desbalance de

carga positiva existente. Tendremos así que la

interacción efectiva entre los dos electrones es de

atracción, por la mediación de la red. Podemos

pensar que la interacción electrón-fonón-electrón

puede ser responsable de una interacción de

atracción entre dos, electrones.

Figura 10. Electrón que, al viajar, puede

atraer a otro electrón por medio de la red

de iones con lo cual puede dar lugar a un

par de Cooper.

Efecto Electrón – fonon - Electrón

Pares de Cooper

Si se tienen 2 electrones

que interaccionan , y esta

interacción es neta

(negativa) aunque sea lo

mas pequeña posible el

mar de fermi de los

electrones es inestable

produciendo un estado

ligado con momentos k y

espines opuestos.

Los hechos experimentales que permiten entender la superconductividad son :

La masa de los iones que juegan un papel fundamental (efecto isotópico)

Un metal en estado superconductor : es necesario comunicar cierta energía (valor de la zanja) para mantenerlos en estado excitado .

LIMITACIONES DE LA

SUPERCONDUCTIVIDAD • Se necesita utilizar He

liquido (gas escaso y por ello caro)

• No traspasar las Tc , así como los campos magnéticos críticos

• Un superconductor optimo es aquel que presenta simultáneamente Tc , Hc , Jc lo mas grande posible y no siempre sucede.

Cerámicos superconductores

Casi todos los superconductores poseen estructuras del tipo Perovskita.

El LiTi2O4 presenta estructura de espinela y posee una temperatura critica de 13 K

Temperaturas criticas desde los 30 K hasta los 90 K.

Fig. 2 Structures of superconducting compounds.

(a) Perovskite structure. (b) YBaCuO structure.

(c) Common features of high-temperature

cuprate superconductors

El compuesto CaLaBaCu3 O7-δ , es un superconductor con temperatura crítica de ~ 80K; tiene una estructura similar al Y-123 ortorrómbica. Este compuesto ha sido estudiado en trabajos similares relacionados a la preparación del compuesto, tanto puro como dopado, con elementos como el Co, Ni , Ga; oxianiones como (PO4)3– y el (BO3)3– sustituidos en las posiciones del Cu, preparado por el método de reacción al estado sólido (RES)2, en condiciones normales de presión y temperatura.

Un ejemplo…

La síntesis del compuesto superconductor se realizó mediante soluciones portadoras de los metales a partir de acetatos y luego por reacción química con ácido oxálico se obtendrá el precursor base de oxalato, para finalmente ser calcinado y sinterizado hasta la obtención del óxido superconductor. La caracterización se llevó a cabo a través de la técnica de Difracción de Rayos X, para verificar la presencia de la fase superconductora y del grado de cristalinidad y luego se determinó la temperatura crítica de superconductividad

(Tc) mediante la medida de magnetización con el equipo SQUID.

Síntesis

Aplicaciones

Ordenadores basados en el efecto Josephson (proyecto abandonado por la IBM)

Instrumentos y detectores (SQUID , QUITERON)

Obtención de magnéticos intensos con aplicaciones (físicas de altas energías, fusión , tomografías de resonancia magnética nuclear)

•Línea de transmisión de corriente

eléctrica

•Apantallamiento magnético

•Interconexiones entre elementos en

microelectrónica convencional

bibliografía

Solid State Chemistry and its applications:

Anthony R. West, ed. Wiley, (1990)

“Solid State Chemistry: An introduction”, L.

Smart and E. Moore. 1992 (Cap. 8)

“Superconductividad”, M.A. Alario, J.L. Vicent.

Ed. Eudema Universidad Española, 1991

http://www.salonhogar.com/ciencias/fisica/s

upercoductividad/intro.htm