Estudio experimental sobre el efecto del oxígeno metaestable en la potencia termoeléctrica y la conductividad térmica del compuesto superconductor EuBa2Cu3O7-8

Abstract

Después del descubrimiento de un compuesto superconductor de alta temperatura critica, por Bednorz y Muller en 1986 en los Laboratorios de la IBM en Zurich Suiza, se inició una vertiginosa carrera por encontrar materiales superconductores a temperatura ambiente. Sin haberlo logrado hasta la fecha, en el intento se han encontrado muchos compuestos superconductores, algunos de ellos formando parte de grandes familias, como es el caso de la familia de óxidos cerámicos REuBa2Cu3O7-8 conocida también como Rl23, donde R es una tierra rara. En esta familia, como en muchas otras de nuevos compuestos superconductores, algunos de sus miembros se han dejado de lado en el conocimiento detallado de todas sus propiedades físicas con respecto a la variable más importante en la búsqueda de nuevos materiales: la impurificación. Sin embargo, después de una década se han retomado los materiales descubiertos que no fueron estudiados en detalle, en particular el compuesto EuBa2Cu3O7-8; es uno de estos materiales que no han sido objeto de un estudio tan minucioso como otro de los componentes de la familia Rl23, el Yl23, por ejemplo. Estos materiales tienen una característica muy especial, una vez sintetizados se les puede quitar y poner el oxígeno metaestable a discreción, cambiando casi a voluntad sus propiedades estructurales y electrónicas de forma más accesible que con la sustitución de cualquier otro de los átomos del compuesto, lo cual repercute en las propiedades superconductoras. El contenido de oxígeno metaestable en estos materiales permite cambiar de una fase cristalina ortorrómbica, que es superconductora, a una fase tetragonal no superconductora. Esta facilidad que ofrecen estos materiales es una oportunidad para estudiar, evitando en parte las complicaciones que implican la sustitución de unos átomos por otros para estudiar su efecto en las propiedades del compuesto y los mecanismos que hacen posible la superconductividad y su conexión con el estado normal. Bajo esta premisa, el objetivo de este trabajo es sintetizar el compuesto superconductor EuBa2Cu3O7-8; y determinar experimentalmente el efecto del contenido de oxígeno metaestable en los parámetros de transporte de carga y calor: resistividad eléctrica, potencia termoeléctrica y conductividad térmica como función de la temperatura y del contenido de oxígeno. La tesis está dividida en cinco capítulos, el primero de ellos contiene un bosquejo histórico de la evolución de los Materiales superconductores y sus principales características. En el capítulo dos se describen los principales compuestos superconductores de alta temperatura critica, en particular la familia R 123. En el capítulo tres se describe el procedimiento experimental seguido, describiendo los métodos y técnicas experimentales utilizados y se hace una estimación de errores. En el capítulo 4 se describen y discuten los resultados experimentales. El capítulo cinco contiene las conclusiones del estudio realizado.