Estudio estructural y espectroscópico de materiales relacionados a los nuevos óxidos superconductores de alta temperatura crítica

Abstract

En algunos trabajos recientes, así como en algunas de las últimas Tesis Doctorales desarrolladas en el CEQUINOR se comenzaron a explorar diversos aspectos de la química estructural y de las propiedades generales relacionadas con este tipo de materiales y fases íntimamente relacionadas con ellos. En el presente trabajo de Tesis se estudiaron diversos aspectos de este campo, los que se comentan brevemente: En la primera parte del trabajo, luego de una introducción general acerca de la superconductividad de alta temperatura crítica en sistemas oxídicos, se describe el estudio de una serie de sistemas relacionados al YSr2Cu3O7. Como es sabido, este material sólo puede obtenerse en condiciones de alta presión y presenta una Te cercana a los 60 K. Sin embargo, se ha demostrado que es posible generar y estabilizar diversas fases relacionadas con el mismo en condiciones normales de síntesis, realizando diversos procesos sustitucionales en su red básica. No todos estos nuevos materiales resultan ser superconductores, pero su estudio es considerado como de central importancia para avanzar en la mejor comprensión del fenómeno en este nuevo tipo de materiales.Los sistemas estudiados en esta parte del trabajo incluyen la sustitución de una parte del cobre del YSr2Cu307 por varios cationes tri- y tetra-valentes derivados de elementos representativos y de transición, por cationes de carga elevada, tales como Mo(VI), W(VI) y Re(VI) y por oxoaniones tetraédricos como sulfato, fosfato y vanadato . Concretamente, estos sistemas en los que los dopantes son capaces de mantener estabilizada la red 123 del YSrCu, fueron investigados desde el punto de vista de su comportamiento estructural y espectroscópico-vibracional. La segunda parte de la Tesis está centrada, esencialmente, en el estudio espectroscópico-vibracional de una amplia serie de materiales de composición general Ln2BaMn05 los que en el caso de M = Cu constituyen las llamadas "fases verdes", una de las impurezas que más habitualmente se generan durante la síntesis de los nuevos óxidos superconductores de alta Te, del tipo YBaCuO. En este caso, se estudiaron las familias de materiales asociados con todos los cationes lantánidos trivalentes y el Y(III) y con M = Cu,Zn, Ni, Co y, para algunos lantánidos, también con M = Pd y Pt . Los compuestos mencionados pertenecen a distintos tipos estructurales y, en varios casos, se logró establecer la existencia de dimorfismo en algunos de los materiales preparados (Tm2BaCu05, Cap. 2.3. y materiales con M = Co,). En la tercera y última parte del trabajo se estudia en detalle el comportamiento estructural y espectroscópico de una serie de materiales oxídicos que pueden resultar útiles como sustratos para películas, gruesas o delgadas, de cerámicos superconductores. Luego de analizar en detalle las características que deben reunir este tipo de compuestos para cumplir adecuadamente con esa función, se estudian tres grupos de óxidos mixtos: perovskitas de composición A2BB'C>6, con metales alcalino tórreos en la posición A y una gran variedad de cationes, con diferentes combinaciones de cargas, en los sitios B y B' (Cap. 3.1.); sistemas pertenecientes al tipo estructural del K2NiF4 y derivados y, finalmente, una serie de óxidos mixtos pertenecientes a otros tipos estructurales . La Tesis se cierra con la presentación de una serie de conclusiones generales, en las que se presenta un breve resumen de los sistemas estudiados y de los principales resultados obtenidos, concluyendo con el listado de los trabajos originales a que dieron lugar estos estudios.