Proyectos de investigación

El El proyecto de investigación está enfocado a la búsqueda de superconductores de alta temperatura crítica (T_c). Para ello se ha realizado la síntesis y caracterización estructural de óxidos mixtos con Cu en estado de oxidación mixto 2+/3+ (d⁸/d⁹), utilizando, entre otras, la técnica de síntesis de altas presiones y temperaturas. Los detalles químico-estructurales de los compuestos estudiados se han determinado mediante difracción de rayos X en instalaciones de radiación sincrotrón, así como difracción de neutrones y espectroscopía de muones. A lo largo del proyecto se ha abordado el estudio de superconductores de composición M_1-xCu_xSr₂RCu₂O_7+x (R=tierra rara y M=Fe y Mo), en los que la sustitución parcial de Cu por cationes en alto estado de oxidación, como Fe³⁺/Fe⁴⁺ o Mo⁵⁺, da lugar a una alta concentración de huecos en los planos CuO₂. Los resultados más destacados se encuentran en las fases superconductoras Mo_0.3Cu_0.3Sr₂TmCu₂O_7+d y FeSr₂YCu₂O_7+d de alta T_c, 83K y 70K respectivamente. Además, se ha demostrado la coexistencia de superconductividad y magnetismo en FeSr₂YCu₂O_7.85.

En la etapa final del proyecto la búsqueda de superconductividad se ha centrado en otros cationes de elementos de transición con valencia mixta. El reciente hallazgo de superconductividad en películas delgadas de Nd_0.8Sr_0.2NiO₂ ha motivado el estudio de la familia de niquelatos (R_1-xSr_x)_n+1Ni_nO2_n+1 (R= tierra rara) como posibles superconductores de alta T_c. Estos óxidos se obtienen mediante reducción topotáctica con CaH2 a partir de las fases Ruddlesden-Popper (R_1-xSr_x) _n+1Ni_nO3_n+1. Los materiales preparados, de composición R_0.8Sr_1.2NiO₃, presentan Ni en coordinación plano cuadrada formando cadenas infinitas (spin-ladder) a lo largo del eje c y valencia mixta Ni⁺(d⁹)/ Ni²⁺(d⁸), con características análogas a los cupratos, lo que sugiere un potencial comportamiento como superconductores de alta temperatura crítica.

Nota: el profesor Regino Sáez Puche es el investigador principal de este proyecto, desde el fallecimiento de don Emilio Morán, en abril de 2020.