Investigadores de la Universidad de Bayreuth han logrado un importante avance científico al identificar nuevos compuestos de itrio-hidrógeno, un descubrimiento que tiene serias implicaciones para la investigación sobre la superconductividad de alta presión. La superconductividad de alta presión se refiere a la propiedad de los materiales de volverse superconductores, lo que significa que conducen corriente eléctrica sin resistencia cuando se exponen a ciertas condiciones de presión. El estudio se publica en Science Advances .
Se sabe que varios superhidruros de tierras raras son superconductores de temperatura cercana a la ambiente a altas presiones. Los materiales superconductores permiten que la corriente fluya sin ninguna resistencia. En la mayoría de los casos son productos de reacciones químicas realizadas en celdas de yunque de diamante a presiones y temperaturas extremas.
Su composición química y de fase a menudo se desconoce, lo que hace que las afirmaciones de superconductividad no estén del todo justificadas, ya que la temperatura crítica medible (TC ), que es la temperatura por debajo de la cual la resistividad eléctrica del material cae a cero, depende de muchos factores, incluida la pureza de la fase de la muestra y el contenido de hidrógeno en los hidruros. Por lo tanto, la existencia de superconductores de alta presión a temperatura cercana a la ambiente aún está bajo escrutinio.
El uso del método moderno de difracción de rayos X monocristalino sincrotrón a partir de muestras microcristalinas multifásicas, desarrollado en el grupo de la Prof. Natalia Dubrovinskaia y el Prof. Leonid Dubrovinsky de la Universidad de Bayreuth, permitió desentrañar la complejidad química y riqueza del sistema itrio-hidrógeno en condiciones de alta presión y alta temperatura.
A presiones de hasta aproximadamente 170 GPa, Ph.D. La estudiante Alena Aslandukova y los coautores identificaron cinco nuevos hidruros de itrio con estructuras únicas. Estos compuestos se sintetizaron en células de yunque de diamante mediante el calentamiento láser de muestras Y-H (itrio con amoníaco borano rico en hidrógeno o aceite de parafina) hasta 3500 K.
La difracción de rayos X de monocristal proporciona información valiosa sobre la disposición de los átomos de itrio en las estructuras cristalinas de estas fases recién descubiertas. El contenido de hidrógeno se estimó mediante relaciones empíricas y cálculos ab initio que revelaron la composición específica de cada compuesto, lo que apunta hacia la riqueza del sistema Y-H y la diversidad de hidruros de itrio en condiciones de alta presión.
"El estudio destaca la complejidad del sistema itrio-hidrógeno y su carácter multifásico a alta presión", explica Aslandukova. "Los resultados contribuyen significativamente a nuestra comprensión del comportamiento de los materiales en condiciones extremas y la naturaleza de los hidruros potencialmente superconductores".
Más información: Alena Aslandukova et al, Química diversa de alta presión en sistemas de aceite Y-NH 3 BH 3 e Y-parafina, Science Advances (2024). DOI:10.1126/sciadv.adl5416
Información de la revista: Avances científicos
Proporcionado por la Universidad de Bayreuth
