30 de marzo de 2020
12 de noviembre de 2014

Nueva técnica para superconductores que trabajan a temperaturas más altas

Nueva técnica para superconductores que trabajan a temperaturas más altas
WIKIMEDIA

MADRID, 12 Nov. (EUROPA PRESS) -

Un estudio realizado en el 'SLAC National Accelerator Laboratory' del Departamento de Energía de Estados Unidos sugiere por primera vez cómo los científicos podrían diseñar deliberadamente superconductores que trabajan a temperaturas más altas.

Un equipo dirigido por investigadores de la Universidad de Stanford y SLAC explica en su informe por qué una fina capa de seleniuro de hierro superconduce --lleva electricidad con una eficiencia del cien por cien-- a temperaturas mucho más altas cuando se coloca encima de otro material, llamado STO por las siglas en inglés de sus principales ingredientes: estroncio, titanio y oxígeno.

Estos resultados, descritos este miércoles en 'Nature', abren un nuevo capítulo en la búsqueda durante 30 años del desarrollo de superconductores que operen a temperatura ambiente, lo que podría revolucionar la sociedad al hacer prácticamente todo lo que funciona con electricidad mucho más eficiente. Aunque los superconductores de alta temperatura de hoy en día operan a temperaturas mucho más cálidas que los convencionales, todavía funcionan sólo cuando se enfrían por debajo de 135 grados centígrados o menos.

En el nuevo estudio, los científicos llegaron a la conclusión de que las vibraciones naturales de billones de veces por segundo en el STO se mueven hacia arriba en la película de seleniuro de hierro en grupos distintos, como las descargas de gotas de agua de las sacudidas de un perro mojado. Estas vibraciones dan a los electrones la energía que necesitan para emparejarse y superconducir a temperaturas más altas de lo que lo harían por su cuenta.

"Nuestras simulaciones indican que este enfoque, usando las vibraciones naturales de un material para aumentar la superconductividad en otro, podría utilizarse para elevar la temperatura de funcionamiento de los superconductores basados en hierro por lo menos al 50 por ciento", destaca Zhi-Xun Shen, profesor de SLAC y la Universidad de Stanford y autor principal del estudio.

Aunque todavía no está cerca de la temperatura ambiente, agrega este experto, "ahora tenemos el primer ejemplo de un mecanismo que podría utilizarse para diseñar superconductores de alta temperatura con control de átomo por átomo y hacerlos mejor".

El estudio analizó una combinación de materiales desarrollada hace dos años por científicos en China, que descubrieron que cuando una sola capa de película de seleniuro de hierro se coloca encima de STO, su temperatura máxima de superconducción se dispara desde los 8 grados a cerca de 77 grados por encima del cero absoluto (menos de 196 grados Celsius).

Aunque fue un paso enorme y bienvenido, sería difícil construir sobre este avance sin entender exactamente qué estaba pasando. En el nuevo estudio, el científico de SLAC Rob Moore, el estudiante graduado de Stanford J.J. Lee y el investigador postdoctoral Félix Schmitt construyeron un sistema para cultivar películas de seleniuro de hierro de sólo una capa de espesor sobre una base de STO.

Los nuevos resultados "apuntan a una nueva dirección que la gente no ha considerado antes", según Moore. "Tienen el potencial de romper realmente registros en la superconductividad de alta temperatura y darnos una nueva comprensión de las cosas por las que hemos estado luchando durante años", celebra.

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