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Título original:
Advances in High Temperature Superconductors and their Applications
Contenido del libro:
La profesora Heike Kamerlingh Onnes descubrió la superconductividad al medir la resistividad del mercurio. Sorprendentemente, la resistividad del mercurio cesó a 4,2 K y este fenómeno se conoció como superconductividad. Se dio cuenta de la importancia de este descubrimiento para producir grandes campos magnéticospl. delateSe dio cuenta de que la superconductividad se encuentra en un nuevo estado termodinámico con propiedades eléctricas y magnéticas peculiares. Esto allanó el camino para descubrir más superconductores. Elementos simples como el estaño, el indio o el plomo mostraban la temperatura crítica más alta (Tc) 7. 2 K. Se denominaron superconductores de tipo 1. En 1941 se descubrió que el nitruro de niobio era superconductor a 16 K y el vanadio-silicio mostró propiedades superconductoras a 17. 5 K en 1953. 5 K en 1953. Las aleaciones de Nb y los compuestos binarios o más complejos como Nb3Sn (Tc - 18 K), Nb-Ti (Tc -9 K), Ga, V con Tc,23 K se convirtieron en superconductores de tipo II. A partir de entonces, no se produjeron grandes avances en el desarrollo de superconductores, aunque se esperaban maravillosas aplicaciones de los superconductores. Al cabo de tres décadas, se descubren los fullerenos, como superconductores cerámicos. Hace una década se descubrió el MgB2 con Tc = 39 K. Estos superconductores se fabricaron de forma rutinaria en forma de alambres para producir campos magnéticos más grandes. En todos estos casos, el enfriamiento se realizaba con Helio líquido.
John Bardeen, Leon Cooper y Robert Schrieffer propusieron en 1957 una teoría microscópica completa de la superconductividad en metales (la llamada teoría «BCS») por la que recibieron el Premio Nobel de Física. En un gran avance, George Bednorz y Karl Mueller descubrieron en 1986 una superconductividad cerámica frágil en la familia de los cupratos a 30 K y comenzó una nueva era. Inspirándose en los trabajos de Bednorz y Mueller sobre la superconductividad a alta temperatura (HTS), Paul Chu y sus colaboradores de la Universidad de Houston descubrieron en 1987 los compuestos 123. Es decir, el YBCO (Yttrium1- Barium2-Copper3- Oxygen7) y el isoestructural RBCO (Rare-earth1-Barium2-Copper3-Oxygen7) tienen una Tc de 93 K. Antes de 1987, todos los materiales superconductores tenían temperaturas críticas (Tc) más bajas y, por tanto, sólo funcionaban a temperaturas cercanas al punto de ebullición del helio líquido (4,2 K) o el hidrógeno líquido (20,28 K), siendo la más alta la del Nb3Ge a 23 K. Se conocían como superconductores de baja temperatura. El YBCO fue el primer material superconductor por encima de 77 K (punto de ebullición del nitrógeno líquido) y posteriormente se descubrieron una serie de materiales superconductores de alta temperatura. Estos materiales superconductores se conocen como superconductores de alta temperatura, ya que sus Tc superan el límite prescrito por la teoría BCS. Los HTSC son potencialmente valiosos, ya que el nitrógeno líquido es más barato que el helio líquido.
El YBCO posee propiedades superconductoras y físicas superiores. Las bobinas receptoras de YBCO de los espectrómetros de RMN han multiplicado por tres la resolución de los espectrómetros de RMN en comparación con la que ofrecen las bobinas convencionales. El grupo de Paul Chu posee el récord actual de Tc de 164 K en el superconductor de cuprato de mercurio y bario bajo presión. Sus trabajos dieron lugar a una rápida sucesión de nuevos materiales superconductores de alta temperatura, inaugurando una nueva era en la ciencia, la química y la tecnología de materiales. Además, se dio a conocer la estructura del compuesto superconductor de alta temperatura Bi2Sr2Ca2Cu2O10(BiSCCO) con T= 110 K. En 1993, también se informó de la existencia de superconductores cerámicos de perovskita, los cupratos de mercurio, con temperaturas de transición Tc =138 K.
