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FP7

LEMSUPER — Resultado resumido

Project ID: 283214
Financiado con arreglo a: FP7-NMP
País: Reino Unido

Superconductores a alta temperatura ecológicos

Un equipo internacional de investigadores financiado con fondos europeos ha estudiado las propiedades electrónicas de unos superconductores no convencionales basados en fullerenos y demostrado el papel que puede jugar su estructura electrónica molecular en el control de la superconductividad.
Superconductores a alta temperatura ecológicos
La mayoría de los superconductores tienen una estructura relativamente simple basada en átomos, pero también se conocen superconductores hechos de moléculas organizadas en una estructura periódica. El trabajo realizado por los integrantes del equipo responsable del proyecto LEMSUPER (Light element molecular superconductivity: An interdisciplinary approach) ha conducido al descubrimiento de la temperatura máxima de trabajo para los superconductores moleculares.

Los investigadores habían revelado por primera vez la relación entre el aislante de partida, el estado metálico normal por encima de la temperatura crítica y el mecanismo de acoplamiento superconductor en una nueva familia de materiales fullerenos. Se trataba del primer paso en la comprensión de superconductores no convencionales, incluidos cupratos de alta temperatura.

En el marco del proyecto financiado con fondos europeos LEMSUPER, pudieron explorar el diseño de sistemas superconductores a alta temperatura consistentes en los elementos ligeros boro, carbono y oxígeno. Estos elementos son abundantes, baratos, inocuos y benignos para el medio ambiente. Ofrecen, pues, una alternativa más atractiva que los elementos peligrosos o de tierras raras.

Combinando mediciones, teoría y modelización, los investigadores estudiaron los mecanismos físicos fundamentales de la superconductividad a temperaturas más elevadas en sistemas superconductores. Fueron capaces de controlar la competencia entre los comportamientos aislante y conductor con un dopaje mediante presiones ultra altas y campos eléctricos muy fuertes superior al que se puede conseguir por medios químicos.

Los investigadores crearon bases de datos con la información estructural y electrónica correspondiente a las numerosas muestras preparadas. Ello ha facilitado el establecimiento de estructuras cristalinas moleculares que favorecen la aparición de superconductividad. Se desveló asimismo una nueva serie de superconductores: el diseleniuro de molibdeno y el seleniuro de hierro en capas.

Un paso clave para la descripción teórica de los superconductores de elementos ligeros fue la propuesta de la coexistencia de superconductividad y otros ordenamientos electrónicos, como por ejemplo el ordenamiento de cargas con interacciones electrón-fonón fuertes. Estos resultados tan innovadores han dado lugar a más de cien artículos, muchos de ellos en revistas científicas con alto índice de impacto.

Es de esperar que el trabajo de investigación básica realizado en el marco del proyecto LEMSUPER conduzca a una nueva era en el campo de los superconductores a alta temperatura. Los materiales superconductores respetuosos con el medio ambiente que permiten ahorrar energía podrían abrir las puertas a aplicaciones prácticas con un gran impacto en el mundo actual.

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Palabras clave

Superconductor a alta temperatura, fullereno, estructura electrónica molecular
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