Modificación electroquímica de superconductores de alta temperatura

Resumen

A lo largo de este trabajo se ha estudiado la oxidación y reducción (inserción/desinserción de oxígeno) de tres cupratos superconductores: LaCuO, YBaCuO y MoCuSrTmCuO). En el caso del LaCuO, se ha hallado una fase superconductora a la temperatura esperada (44K) con una elevada fracción superconductora y un contenido en oxígeno de 4.08. La estructura de la fase oxidada difiere de la de partida en el grupo espacial, y ha sido definida en detalle. Los espectros XPS, en acuerdo con las yodometrías, muestran la transición de los estados de oxidación del cobre desde Cu1+ y Cu2+ en las fases no superconductoras, hasta Cu2+ y Cu3+ en las que sí lo son, pasando por un estado intermedio con una Tc ¿ 30 K donde coexisten las tres especies catiónicas. Para el YBaCuO se ha conseguido, por primera vez con esta técnica, un material que contiene dos fases con distinto contenido en oxígeno con unas temperaturas críticas de 90 K (fase superficial) y 60 K (fase interna). Esto indica que la oxidación electroquímica en este caso ocurre de un modo distinto en la superficie del material que en el bulk. Cabe añadir que, para todas las fases, con el aumento del dopado se produce un plegamiento del ángulo de pandeo y un aumento de la distancia interplanar, además de la aparición de la estructura ortorrómbica. Respecto al MoCuSrTmCuO, la situación es más compleja por la presencia del molibdeno. La oxidación electroquímica (realizada por primera vez en este trabajo) es efectiva si se aplica el potencial necesario para que se oxide este metal a la especie Mo6+. De este modo se ha conseguido obtener una fase con una Tc de 43 K detectada únicamente por medidas de resistencia eléctrica en acuerdo con los datos de XPS. En este caso, por tanto, la oxidación tiene un carácter superficial. La estructura del material al oxidar, muestra variaciones en los parámetros reticulares y en las posiciones y ocupaciones de los iones, que se han estudiado a través de difracción de Rayos X y de neutrones. Los más reseñable de la oxidación de este molibdocuprato es el equilibrio redox que ocurre en la oxidación: mientras que el molibdeno se oxida, el cobre se reduce. Y es este el único medio para que ocurra la obtención de la fase superconductora.