Imagen esquemática de la estructura cristalina de REO tipo aleación de alta entropía 0,5 F 0,5 Bis 2 . Crédito:Yoshikazu Mizuguchi
Investigadores de la Universidad Metropolitana de Tokio han creado nuevos superconductores hechos de capas de sulfuro de bismuto (BiS 2 ) y un oxifluoruro de aleación de tierras raras de alta entropía, que contiene cinco elementos de tierras raras (RE) en el mismo sitio cristalográfico. El nuevo material conserva las propiedades superconductoras en una gama más amplia de parámetros de celosía que los materiales sin estados de aleación de alta entropía. Su trabajo promete una nueva y emocionante estrategia para diseñar nuevos superconductores en capas, un desarrollo potencialmente clave en la búsqueda de superconductores de alta temperatura.
Los superconductores son clave para una amplia gama de aplicaciones potenciales interesantes. Por ejemplo, La resistividad cero promete una transmisión de potencia sin pérdidas y potentes electroimanes. El desafío ha sido descubrir un material que conserve esta propiedad a temperaturas más altas, más cerca de la temperatura ambiente. A pesar del trabajo centrado y una serie de avances en los últimos años, La búsqueda de estrategias efectivas para crear nuevos materiales superconductores aún continúa.
Una estrategia es el uso de materiales en capas con una estructura molecular que consta de capas superconductoras alternas y "capas de bloqueo" que actúan como espaciadores aislantes. Un equipo dirigido por el profesor asociado Yoshikazu Mizuguchi del Departamento de Física, Universidad Metropolitana de Tokio, ha descubierto un aspecto importante del diseño de la capa aislante. Pudieron combinar cinco elementos diferentes de tierras raras (RE), lantano, cerio, praseodimio, neodimio y samario, y crear una "aleación de alta entropía" en la capa de bloqueo. Las aleaciones de alta entropía han atraído una atención considerable en los últimos años por su tenacidad, resistencia a la fatiga y la ductilidad, entre muchas otras propiedades físicas notables.
Los nuevos materiales del equipo, con diferentes proporciones de ER (10 a 30 por ciento), exhibió propiedades superconductoras mejoradas; en particular, los materiales con el mismo período en su estructura molecular exhibieron una transición superconductora a temperaturas más altas cuando la capa de bloqueo contenía una aleación de alta entropía. Creen que la aleación de alta entropía ayuda a estabilizar la estructura cristalina de la capa superconductora.
El impacto de la obra no se limita a los nuevos materiales que presentan. Dada la existencia de un gran número de capas superconductoras compatibles con los óxidos de RE, esta innovación abre el camino para una nueva estrategia amplia para la ingeniería nueva, Materiales superconductores revolucionarios.
