Físicos inducen superconductividad en materiales sin esa cualidad

La técnica también se puede utilizar para aumentar la eficiencia de los materiales supraconductores conocidos, lo que sugiere una nueva forma de avanzar en la viabilidad comercial de los superconductores, dijo Paul CW Chu, científico jefe del Centro de Superconductividad de Texas en UH (TcSUH) y autor de un estudio publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences.

"La superconductividad se utiliza en muchas cosas, de las cuales la resonancia magnética (RM) es quizás la más conocida", dijo Chu. Pero la tecnología utilizada en los servicios de salud, servicios públicos y otros campos sigue siendo costosa, en parte porque requiere refrigeración costosa, lo que ha limitado la adopción generalizada, dijo.

La investigación, que demuestra un nuevo método para aprovechar las interfaces ensambladas para inducir la superconductividad en un compuesto no superconductor de arseniuro de hierro de calcio, ofrece un nuevo enfoque para encontrar superconductores que trabajan a temperaturas más altas.

Los materiales superconductores conducen corriente eléctrica sin resistencia, mientras que los materiales de transmisión tradicionales pierden hasta un 10 por ciento de energía entre la fuente generadora y el usuario final. Esto significa que los superconductores podrían permitir que las empresas de servicios públicos proporcionen más electricidad sin aumentar la cantidad de combustible utilizado para generar electricidad.

"Una forma que se ha propuesto durante mucho tiempo para lograr una mejora en la temperatura crítica, a la que un material se convierte en superconductor, es aprovechar las interfaces artificiales o naturalmente ensambladas", según estos investigadores. "El presente trabajo demuestra claramente que la superconductividad de alta temperatura crítica en el conocido compuesto no superconductor CaFe2As2 (arseniuro de calcio y hierro) puede ser inducida por apilamiento de capas antiferromagnéticas / metálicas y proporciona la evidencia más directa hasta la fecha para una temperatura crítica de interfaz mejorada en este compuesto."

El concepto de que la superconductividad podría ser inducida o mejorada en el punto donde dos materiales diferentes se unen - la interfaz - se propuso por primera vez en la década de 1970, pero nunca se había demostrado concluyentemente, dijo Chu. Algunos experimentos previos mostraron una temperatura crítica superconductora mejorada, pero no podían excluir otros efectos debidos al estrés o al dopaje químico, lo que impidió la verificación, dijo.

Para validar el concepto, los investigadores que trabajan en la presión ambiente expusieron el compuesto de arseniuro de hierro de calcio no dopado a calor - 350 grados centígrados, considerada una temperatura relativamente baja para este procedimiento - en un proceso conocido como recocido. El compuesto formó dos fases distintas. Chu dijo que ninguna de las dos fases era superconductora, pero los investigadores fueron capaces de detectar la superconductividad en el punto en que las dos fases coexisten.

Aunque la temperatura crítica superconductora de la muestra producida a través del proceso era todavía relativamente baja, Chu dijo que el método usado para probar el concepto ofrece una nueva dirección en la búsqueda de materiales superconductores más eficientes y menos costosos.