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FP7

SUPER-IRON — Resultado resumido

Project ID: 283204
Financiado con arreglo a: FP7-NMP
País: Italia

Una nueva era para los superconductores de hierro

A partir del descubrimiento de una nueva familia de superconductores de hierro (FeSC), la comunidad científica espera resolver el acertijo de la superconductividad a altas temperaturas. No obstante, estos nuevos materiales demostraron poseer propiedades físicas inusuales propias que constituyen todo un tesoro.
Una nueva era para los superconductores de hierro
A partir del descubrimiento en 2008 de materiales de hierro superconductores, los científicos disponen de una segunda clase de materiales que presentan el fenómeno cuántico macroscópico de la superconductividad a altas temperaturas. El camino hacia la superconductividad a temperatura ambiente parece allanarse, dada la posibilidad de comparar estos superconductores con los conocidos superconductores de cuprato.

En el marco del proyecto financiado por la Unión Europea SUPER-IRON (Exploring the potential of iron-based superconductors) se reunieron científicos europeos y japoneses con el fin de desarrollar una hoja de ruta para utilizar los FeSC en aplicaciones energéticas. Los FeSC parecen presentar muchas ventajas, incluida una menor sensibilidad a los defectos de transmisión de corriente en los bordes del grano, en comparación con los superconductores convencionales a altas temperaturas.

Se han realizado importantes trabajos con el fin de preparar los FeSC como cristales individuales, policristales, alambres y películas delgadas. El trabajo en cristales individuales permitió optimizar las técnicas de síntesis de las formas policristalinas con propiedades superconductoras mejoradas. Los científicos avanzaron mucho en la fabricación de alambres y películas delgadas, obteniéndose los resultados más prometedores con los sustratos de fluoruro de calcio (CaF2).

El equipo de trabajo de SUPER-IRON confirmó que las películas delgadas de calcogenuros de hierro Fe (Te, Se) sobre CaF2 presentan propiedades superconductoras muy ajustables, por adición controlada e introducción de defectos por irradiación de neutrones. Además, prepararon los primeros filamentos superconductores de arsénico y hierro utilizando el método de polvo en tubo ex situ.

Investigar el comportamiento de los materiales en el borde del grano es fundamental para conocer sus posibilidades para aplicaciones energéticas. Los científicos aplicaron técnicas experimentales y teóricas y obtuvieron muchos resultados prometedores. Las películas bicristalinas delgadas producidas en diferentes sustratos presentaron un acoplamiento de los granos mejorado respecto de los semiconductores de cuprato y superaron todos los criterios de evaluación para las aplicaciones energéticas.

La investigación iniciada en el proyecto SUPER-IRON continuará con los resultados de las herramientas teóricas desarrolladas para predecir las propiedades superconductoras en diferentes materiales. Los científicos esperan poder aprender más sobre cómo se forman los pares de electrones y se conduce la electricidad sin disiparse, y después aplicar este conocimiento a los superconductores de cuprato.

Se espera que los resultados experimentales y los modelos teóricos respondan las dudas que aún existen respecto de los superconductores de cuprato a altas temperaturas convencionales. Dado que SUPER-IRON fue un proyecto de investigación, no se planificó aplicar sus resultados de forma inmediata, pero se han sentado las bases para el futuro desarrollo de una hoja de ruta para utilizar los FeSC en aplicaciones energéticas.

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Palabras clave

Superconductores de hierro, superconductividad a altas temperaturas, semiconductores de cuprato, aplicaciones energéticas
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