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Estructura cristalina del YBaCuO. Foto: K. Hermann

Investigadores del departamento de energía del laboratorio nacional de Brookhaven han descubierto una manera para aumentar significativamente la corriente máxima que los superconductores de alta temperatura pueden transportar. Este tipo de materiales conduce la electricidad sin resistencia bajo ciertas condiciones. Esto podría ser importante para producir y transportar corriente eléctrica comercial de manera mucho más eficiente con dispositivos basados en superconductores.
El superconductor utilizado fue YBaCuO (compuesto de Itrio, Bario, Cobre y Oxígeno) que fue el primer superconductor de alta temperatura en ser descubierto. Es superconductor por debajo de 200 grados bajo cero en lugar de los 270 bajo cero habituales, suficiente diferencia como para poder tener aplicaciones industriales comerciales. Pero de momento, a pesar de descubrirse en los ochenta todavía hay pocas aplicaciones de este material.
Usualmente el YBaCuo se deposita sobre un metal normal que hace de substrato. Uno de los factores que se creía degradaba el comportamiento de un conductor era la rugosidad de la superficie del substrato.
Para comprobarlo el grupo preparó dos substratos con diferente grado de rugosidad, uno era totalmente liso y el otro tenía “arrugas” del orden del nanómetro. Midieron la corriente transportada usando un método magnetoóptico típico en ese campo de estudio.
La sorpresa fue que la rugosidad lejos de limitar la corriente transportada hacía todo lo contrario. De hecho encontraron que este tipo de muestras transportaban un 30% más de corriente. De algún modo el substrato nanoestructurado ayuda a la superconducción en la manera habitual de anclaje de vórtices por defectos en la red cristalina.
Al parecer estas inhomogeneidades hacen que se produzca el anclaje de los vórtices magnéticos que siempre están presentes en este tipo de materiales. Mientras éstos están anclados, el superconductor sigue siendo superconductor, pero si se mueven entonces se producen pérdidas porque aparece la resistencia al existir disipación.

Referencia: Applied Physics Letters (Appl. Phys. Lett. 87, 122502 (2005)).