21.09.2022 - Chinese Academy of Sciences

El titanio alberga una superconductividad récord para los elementos superconductores

El titanio bate el récord de Tc de los elementos superconductores

Los superconductores elementales son importantes tanto para los estudios del mecanismo superconductor como para las aplicaciones potenciales debido a su composición única. Sin embargo, los superconductores elementales (SC) suelen mostrar una temperatura de transición (Tc) muy baja, normalmente inferior a 10K. Recientemente, el equipo del profesor Changqing Jin en el IOPCAS descubrió que el metal Ti es superconductor con una Tc superior a 26K a altas presiones: el récord de superconductores elementales hasta ahora.

Descubrieron que el metal de Ti se mantiene superconductor con Tc por encima de 20 K en un amplio rango de presiones que va de 150 a 310 GPa, mientras que la máxima Tc de 26,2 K se alcanza a 248 GPa. La de 310 GPa es también la presión más alta que la superconductividad puede sostener para todos los superconductores conocidos. Indicaron que las bandas derivadas del orbital 4s se desplazan hasta el nivel de Fermi por la presión, lo que hace que la densidad de estado cerca del nivel de Fermi esté controlada por los electrones 3d a altas presiones.

"Se propone que la superconductividad a alta temperatura está estrechamente relacionada con los electrones 3d que suelen demostrar la interacción de correlación de los electrones", ha señalado Changqing JIN. También estimaron el campo magnético crítico superior "el Hc2 es de ~30 Tesla, lo que corresponde a una longitud coherente de GL de ~32 Å", comentó el profesor Xiancheng Wang, coautor del artículo.

Tanto la Tc como el campo magnético crítico superior del Ti SC a alta presión son notablemente superiores a los de la aleación superconductora NbTi, ampliamente utilizada (Tc~9,6 K,Hc2~ 15 Tesla), lo que resulta prometedor para posibles aplicaciones en entornos extremos. Del descubrimiento se desprende que se puede conseguir una alta Tc SC en metales elementales o compuestos con componentes simples mediante la unión del acoplamiento de fonones de electrones y las correlaciones de electrones, y que tales materiales simples son más adaptables y adecuados para aplicaciones en entornos de aplicación diversos y exigentes. El metal titanio (Ti) se ha utilizado ampliamente en entornos aeroespaciales, oceánicos y terrestres profundos debido a sus propiedades únicas de peso ligero, alta resistencia y resistencia a la corrosión. El récord de superconductividad Tc a alta presión marca al Ti una característica más de excelencia. Puede tener aplicaciones potenciales en conducciones extremas.

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