Effect graphite on magnesium diboride superconductivity synthesized by combustion method under argon pressure: Part I

Efecto del grafito en la superconductividad del diboruro de magnesio sintetizado por el método de combustión bajo presión de argón: Parte I

Se ha descrito la síntesis en estado sólido de un superconductor basado en diboruro de magnesio dopado con micropartículas de grafito (MgB₂@C) en atmósfera de argón. El método ofrecido permite la posibilidad de aumentar la densidad de corriente crítica de las muestras estudiadas a temperatura relativamente baja en ambiente inerte. Se han medido las características superconductoras de la densidad de corriente crítica (Jc) y la temperatura de transición crítica (Tc) de las muestras. Se ha analizado el impacto de los aditivos dopantes en las características superconductoras del diboruro de magnesio. Los resultados mostraron que las mejores características óptimas son para MgB₂@3%C que revela una buena temperatura de transición crítica 38,8 K y la mayor densidad de corriente crítica 2,7 x 10⁶ A / cm² a 5 K.

INTRODUCCIÓN

Han pasado más de 100 años desde que en 1911 el físico holandés Heike Kamerling-Onnes descubriera el fenómeno de la superconductividad, por el que recibió el Premio Nobel. Se trata de la capacidad de ciertas sustancias y materiales, cuando se enfrían por debajo de una determinada temperatura (la llamada temperatura crítica de transición), de perder completamente la resistencia eléctrica y conducir una corriente eléctrica sin pérdidas. A principios de 2001 se descubrió accidentalmente la superconductividad en un compuesto intermetálico. Yoon Nagamatsu, profesor de la Universidad Aoyama Gakuin de Tokio, descubrió que un compuesto químico conocido desde hacía mucho tiempo, el diboruro de magnesio (MgB₂), entra en estado superconductor a una temperatura mucho más alta que todos los demás compuestos de este tipo. El informe del científico japonés causó verdadera sensación en el mundo [1]. En primer lugar, la temperatura crítica de transición del diboruro de magnesio sigue siendo casi el doble que la de su competidor más cercano entre los compuestos intermetálicos de dos elementos [2].

Los científicos no esperaban algo así de esta clase de sustancias. En segundo lugar, resultó que la superconductividad del diboruro de magnesio se describe con bastante precisión mediante la teoría de Bardeen-Cooper-Schrieffer, la misma que no pudo explicar la superconductividad a alta temperatura de las cerámicas de óxidos metálicos. Esto también sorprendió a los científicos, porque durante mucho tiempo se han basado en la tesis de que la superconductividad clásica en compuestos químicos estables a temperaturas superiores a 25 grados Kelvin es simplemente imposible [3].