Síntesis y propiedades estructurales del sistema superconductor La1,5+xBa1,5+x −yCayCu3Oz

Synthesis and Structural Properties of La1,5+xBa1,5+x-yCayCu3Oz Superconductor System

En este artículo se analiza el sistema La_1,5+xBa_{1,5+x −y}+x−y Ca_yCu₃O_z, con base en la producción de muestras que se encuentran en el rango de fase única, fase pura, propuesta por West [1]. El análisis estructural fue realizado mediante difracción de rayos X (DRX), logrando establecer un primer indicio de la presencia n de fase pura en el sistema La_1,5+xBa_1,5+x-y Ca_yCu₃O_z, el cual fue corroborado a partir del refinamiento Rietveld. Los parámetros estructurales de las muestras producidas se obtuvieron por el método estándar de reacción de estado sólido. Este primer indicio fue confirmado también con medidas de microscopía electrónica de barrido (SEM), y la composición elemental se verificó a través de energía por dispersión de rayos X (EDX). Finalmente, y teniendo en cuenta los análisis efectuados, se puede concluir que la mayoría de las muestras presentan características superconductoras de alta anisotropía planar, y que, aunque el rango total propuesto por West corresponde a sistemas superconductores, no todas las muestras registran fase pura.

1. INTRODUCCIÓN

Dos  características  fundamentales  de  los  óxidos  superconductores  de  alta  temperatura  crítica (OSATc) son su pequeña longitud de coherencia ysu alta anisotropía. Uno de los sistemas más extensamente estudiados es el ortorrómbico Y₁Ba₂Cu₃O_7−δ (YBCO). Este presenta algunas características interesantes: el compuesto parece ser más anisotrópico cuando su estructura pasa de ortorrómbica atetragonal. El sistema CaLaBaCu₃O_7−δ (CLBCO)es un superconductor de tipo TR: 123 con T_c=78K. (cuando 7−δ =6,90), que posee una estructuratetragonal para todos los valores posibles de oxígeno[2]. Siendo estructuralmente similar al YBCO deficiente de oxígeno, el CLBCO se ha convertido en un excelente sistema para estudiar sus propiedades superconductoras y el efecto de las fluctuaciones superconductoras.

El CLBCO fue descubierto en 1988 por W. T. Fu [3] y D. M. De Leeuw [4], a través de estudios de sustitución y dopaje de los compuestos TR-123. Ellos observaron que el LaBaCaCu₃O_x posee una estructura tetragonal isomórfica, tipo YBaCu₃O_7−δ, con el Ca y el La localizados en los sitios de Y y de Ba, presentando una temperatura crítica de aproximadamente 80 K. La fase tetragonal representa simetríade grupo espacial P4/mmm. Este compuesto es denominado comúnmente de TR: 1113 o CLBCO y es un prototipo de TR: Ba₂Cu₃O₇, donde 40 % del sitio de TR es ocupado por el ion de Ca y el 60 % restante es ocupado por el ion de La. Uno de los sitios de bario es ocupado por una distribución de iones de Ca y La. Esta distribución hace que los sitios de oxígeno O(4) y O(5), en las cadenas, estén aleatoriamente ocupados, formando así una estructura tetragonal independientemente del contenido de oxígeno [12, 13].