Un enfoque basado en datos ayuda a identificar materiales superconductores. Crédito:Instituto Nacional de Ciencia de Materiales
Los investigadores japoneses han encontrado un enfoque para identificar de manera más rápida y exitosa los materiales superconductores.
"El enfoque basado en datos muestra un poder prometedor para acelerar el descubrimiento de nuevos materiales termoeléctricos y superconductores, "dicen los investigadores en su estudio publicado en la revista Ciencia y tecnología de materiales avanzados .
Los superconductores son materiales que conducen la electricidad prácticamente sin resistencia. Los materiales superconductores han mejorado el campo de las imágenes por resonancia magnética (MRI) y han llevado al desarrollo de colisionadores de partículas que se pueden utilizar para la investigación relacionada con la división de átomos. Los materiales superconductores disponibles actualmente solo pueden funcionar a temperaturas extremadamente bajas. Si los investigadores pueden encontrar materiales superconductores que funcionen a temperatura ambiente, la electricidad se puede conducir a grandes distancias sin pérdida de energía.
Los enfoques actuales para buscar estos materiales son algo aleatorios, y los resultados dependen en gran medida de la intuición del investigador, experiencia y suerte. El científico de materiales Yoshihiko Takano del Instituto Nacional de Ciencia de Materiales de Japón y sus colegas han demostrado que examinar una base de datos de materiales inorgánicos utilizando parámetros de búsqueda específicos puede proporcionar una forma más sistemática de encontrar materiales superconductores.
Buscaron a través de AtomWork, una gran base de datos de materiales inorgánicos. En un estudio anterior que utilizó este mismo enfoque, el equipo identificó SnBi 2 Se 4 (un compuesto de estaño, bismuto, y selenio) como un superconductor potencial. Los experimentos demostraron que este era efectivamente el caso.
Pero SnBi 2 Se 4 requiere temperaturas muy bajas y altas presiones para volverse superconductor. El equipo buscó una vez más en la base de datos, seleccionar materiales que tengan una estructura cristalina similar a SnBi 2 Se 4 pero una 'banda prohibida' más estrecha, una propiedad relacionada con la estructura atómica que permite a los electrones saltar de un nivel de energía a otro y así participar en la conductividad eléctrica.
Su mejor elección fue PbBi 2 Te 4 (formado de plomo, bismuto, y telurio). Sintetizaron PbBi 2 Te 4 cristales examinó su estructura, composición química y otras propiedades, y descubrió que esas propiedades cumplían con las predicciones. Expusieron los cristales a altas presiones y temperaturas variables y encontraron que la resistencia eléctrica de PbBi 2 Te 4 disminuyó al aumentar la presión, alcanzando un estado superconductor a 10 gigapascales, aproximadamente la mitad de la presión necesaria para SnBi 2 Se 4 volverse superconductor.
"Este trabajo presenta un estudio de caso para el primer paso importante para la ciencia de materiales basada en datos de próxima generación, ", concluye el equipo.
