SUPERCONDUCTORES

Autor: DIAZ MARCOS JORDI.
Año: 2003.
Universidad: BARCELONA.
Centro de lectura: QUÍMICA .
Centro de realización: FACULTAD DE QUÍMICAS.

Resumen: La presente Tesis se inscribe dentro de un proyecto GROWTH, del V Programa Marco de la Comunidad Europea, que que lleva por el título Novel Sol Gel Technology for long length Superconducting Coated Tapes (SOLSULET), nº G5RD-CT2001-00550. El espírituo del proyecto es desarrollar una metodología sol-gel para fabricar cintas superconductoras basadas en YBCO que puedan utilizarse a 77K bajo campos magnéticos de hasta 4-5 T mediante el método Sol-Gel. Dentro del proyecto europeo, el objetivo central de la presente Tesis es la obtención de cintas metálicas de cobre y cobre-níquel (Entre el 2% y el 10%) texturadas biaxialmente, para su utilización como substratos para la deposición de superconductores de alta temperatura. La técnica utilizada para la obtención de estas cintas es la técnica RABiTS ("Rolling Assisted Biaxially Textured Substrates"). Técnica basada en la obtención de substratos texturados mediante laminación y recogido. Así, se pretende estudiar y optimizar las distintas variables que intervienen en el proceso de laminado (% de deformación, velocidad, dirección y paso de laminado) y de tratamiento térmico (tiempo, temperatura y atmósfera), para así obtener y reproducir la textura cúbica (100)mayor001menor en los substratos procesados. Un objetivo intríseco de este trabajo es estudiar la evolución de la textura del cobre y de las aleaciones de cobre-níquel, su microestructura y sus propiedades mecánicas, así como su resistencia a la oxidación a distintas atmósferas y temperaturas. Otro objetivo es la caracterización de la topografía y la rugosidad de la lámina obtenida mediante técnicas nanométricas (Microscopía Óptica Interferométrica y Microsopía de Fuerzas Atómicas (AFM)), optimizando los procesos de pulido para minimizarla. El estudio de la resistencia del metal a la oxidación será un parámetro importante, dada la necesidad de que el substrato mantenga su estructura y composición en las condiciones de deposición del cerámico superconductor (atmósfera, temperatura y tiempo). Con este objetivo, se estudiará la electrodeposición de capas metálicas sobre los substratos de cobre y cobre-níquel, para que sean compatibles química y cristalográficamente con el superconductor. Con esta finalidad, se estudiarán las condiciones de electrodeposición y de un tratamietno térmico posterior que permitan mantener la misma orientación cristalográfica que el substrato por parte del electrodepósito, y además lo protejan de la oxidación. Además se estudiarán toda una serie de electrodepósitos, buscando las condiciones óptimas (densidad de corriente, espesor, etc.) para la obtención de recubrimientos que reproduzcan las textura cúbica del substrato. Se combinará diferentes recubrimientos para aprovechar las diferentes características de cada uno.

Autor: RODRÍGUEZ OSORIO MANUEL .
Año: 2003.
Universidad: SANTIAGO DE COMPOSTELA.
Centro de lectura: FÍSICA.
Centro de realización: FACULTAD DE FÍSICA.

Resumen: Este trabajo está dedicado al estudio de un limitador de corriente superconductor inductivo, un dispositivo diseñado para reducir las altas corrientes y tensiones que surgen cuando se produce un fallo en una línea de distribución de energía eléctrica (bien sea un circuito local, que alimente aparatos delicados que se desea proteger, o bien las propias líneas de alta tensión). El dispositivo fue construido con una configuración tipo transformador (con núcleo magnético comercial), de forma que el elemento superconductor, un cilíndrico hueco de Bi1.8Pb0.26Sr2Cu3O10+x (Bi-2223), actúa como secundario, mientras que un bobinado metálilco actúa como primario, y se halla directamente conectado al circuito de alimentación. Se ha correlacionado la respuesta del limitador con la variación del estado resitivo y térmico del superconductor, en concreto con el papel que juegan las inhomogeneidades en el material durante el proceso de limitación de la corriente. Se ha observado que la existencia de fases secundarias, debidas a una deficiente cristalización de las fase dominante (Bi-2223), así como la posible presencia de defectos estructurales típicos de los superconductores cerámicos, tales como poros, grietas, etc, llevan a la formación de zonas débiles, caracterizadas por poseer unas propiedades superconductoras deficientes cuando se las compara con el resto del material (valores menores de la densidad de corriente crítica, Jc, o de la temperatura crítica, Tc). Estas regiones se calientan más durante la transición y experimentan una transición al régimen ónhico que reduce la corriente lo suficiente como para evitar que el resto de la muestra siga el mismo camino. Debido a ello, permanece en regímenes disipativos caracterizados por el movimiento de vórtices magnéticos, que no da lugar a una resistencia tan elevada. Estos disminuye las prestaciones del dispositivo, pero además acarrea una recuperación térmica más lenta ya que, una vez desaparecido el fallo, el superconductor permanece parcialmente en el óhmico (por encima de Tc) y continúa limitando la corriente. Esto supone un problema serio si se pretende sustituir la refrigeración mediante líquido criogénicos (por ejemplo, nitrógeno u argón) por la obtenida mediante compresores mecánicos, que enfrían mediante gases de intercambio o bien los más recientes refrigeradores termoacústicos. Como se ha comprobado experimentalmente al hacer funcionar el limitador en atmósfera gaseosa (helio gas) o en vació primario, la recuperación térmico es lenta, pero se ve gravemente compremetida debido a las zonas débiles, que transitan al régimen normal con más facilidad. Se ha visto también que la transición al estado normal, caracterizado por una resistividad lineal de tipo metálico, que puede resultar muy útil para limitar la corriente en los limitadores resisitivos (se trata de elementos superconductores directamente insertados en el circuito, mientras en los inductivos la corriente se induce mediante un bobinado primario) no es siempre útil cuando se trabaja con limitadores de tipo inductivo. En concreto, se ha visto que cuando la autoinductancia del superconductor (Lsup) es pequeña, lo cual suele darse en prototipos de pequeño tamaño (especialmente útiles para proteger equipos concretos en vez de líneas de distribución), ya que ésta es proporcional a la sección transversal del núcleo magnético, un incremento no demasiado grande de la resistencia del superconductor es suficiente como para reducir en gran medida su capacidad de apantallamiento del flujo magnético. Por ello, en función de cómo se halla diseñado el limitador (dimensiones del núcleo, espesor y altura del superconductor, características intrínsecas del material (resistividad y temperatura crítica), puede suceder que se alcance toda la impedancia necesaria ya en los regímenes no lineales de movimiento de vórtices, por lo que la transición al estado óhmico no aporta nada y además representa un serio inconveniente al incrementarse a posterior el tiempo necesario para que tenga lugar la recuperación térmica. Por último, se ha propuesto y probado experimentalmente una nueva configuración de limitador superconductor inductivo, basado en un núcleo de múltiples brazos laterales de pequeña sección transversal y uno central de mayor sección en el cual se inserta el primario. Cada uno de los brazos laterales porta un conjunto de anillos o películas superconductores de pequeño diámetro (que actúan como secundarios), de forma que la potencia del dispositivo se puede incrementar al aumentar el número de anillos (o películas) por brazo. Esta configuración permite obtener un limitador válido para altas potencias sin la necesidad de tener que fabricar elementos superconductores de gran tamaño (por ejemplo, anillos o cilindros de diámetros en el rango de las decenas de centímetros), que plantean serios problemas de homogeneidad estructural y cstequiométrica (al ser más dificíl conseguir una óptima reacción de los componentes para muestras de grandes dimensiones), y resultan mucho más caros y complicados de fabricar (los hornos necesarios para su producción han de ser mucho mayores, etc). Los resultados obtenidos muestran que este dispositivo, adecuadamente diseñado, puede tener las mismas prestaciones en cuanto a capacidad limitante que un limitador de un único secundario (que, por lo tanto, será de mayores dimensiones).

Autor: FERNÁNDEZ IBÁÑEZ PILAR.
Año: 2003.
Universidad: GRANADA.
Centro de lectura: CIENCIAS.
Centro de realización: UNIVERSIDAD DE ALMERÍA.

Resumen: El trabajo de investigación desarrollado en esta Tesis está centrado en el uso de partículas coloidales de TiO2 como catalizadoras de reacciones redox empleadas para mineralizar, y por tanto eliminar, contaminates orgánicos resistentes de aguas residuales. Destaca tanto el carácter interdisciplinar de la Tesis, pues en ella concursan la Física de semiconductores, la Física de Coloides, y la Ingeniería Química, como su importante aplicación. El trabajo está estructurado en 4 capítulos fundamentales. En el primero de ellos se estudian los fenómenos de transferencia electrónica en la interfase formada por partículas coloidales semiconductoras (TiO2) y un medio acuoso conteniendo un electrolito. En él se explica teóricamente un hecho experimental ampliamente observado con estos sistemas en donde el. En el siguiente capítulo, se analiza la estabilidad colidal de las partículas bajo diferentes condiciones de pH y fuerza iónica. A continuación se estudian las cinéticas de sedimentación de las partículas agregadas, para finalmente presentar un capítulo en donde se aplican en una planta piloto los estudios de estabilidad y sedimentación de TiO2 para su uso, recuperación y reuso como catalizador en procesos de tratamiento de aguas mediante fotocatalísis solar heterogénea.

Autor: VILLEGAS HERNÁNDEZ JAVIER EULOGIO.
Año: 2003.
Universidad: COMPLUTENSE DE MADRID.
Centro de lectura: FÍSICA.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS.

Resumen: En esta Tesis se estudian diversas propiedades de la red de vórtices en el estado mixto de superconductores de tipo II, en concreto, de sistemas cuya estructura tiene alguna longitud característica en el rango nanométrico. Primeramente se describen las técnicas de fabricación que se han utilizado para obtener este tipo de sistemas nanoestructurados. Éstas son la técnica de pulverización catódica para la obtención de superredes Nb/Cu, y la técnica de litografía por haz de electrones que, combinada con la técnica de pulverización catódica, permite fabricar películas delgadas de Nb con redes ordenadas de motivos magnéticos cuyas longitudes características (separación entre motivos magnéticos y su tamaño) se encuentran en el rango submicrométrico. También se describen las técnicas de caracterización estructural empleadas para estudiar este tipo de muestras, tales como la difracción de rayos X de alto y bajo ángulo y la microscopía electrónica de barrido. La parte central de esta tesis se divide en dos bloques. En el primero, se estudia experimentalmente la dinámica de la red de vórtices en películas delgadas de Nb con redes periódicas de centros de anclaje magnético. Dentro de este bloque, se ha estudiado la dinámica de vórtices en potenciales de anclaje asimétricos, y la dinámica de vórtices en potenciales de anclaje anisótropo. Los resultados fundamentales de este bloque son que los potenciales asimétricos rectifican la dinámica de la red de vórtices, y los potenciales anisótropos guían el movimiento de la red de vórtices a lo largo de direcciones privilegiadas. Por tanto, el diseño adecuado de los potenciales de anclaje creados por estas redes periódicas permite obtener superconductores en los que se controla la dirección y sentido del movimiento de la red de vórtices bajo la acción de fuerzas de Lorentz. El segundo bloque está dedicado a la dimensionalidad de la transición vítrea en el estado mixto de superredes Nb/Cu. Esta transición se estudia a través de la respuesta eléctrica de estas superredes, que se analiza en el marco de la teoría desarrollada para explicar la fenomenología observada en los superconductores de lata temperatura crítica. El principal resultado de este bloque es que esta teoría describe adecuadamente el comportamiento de las superredes Nb/Cu, de baja temperatura crítica y que la relación entre la longitud coherente y la lontigud de modulación de las superredes determina la dimensionalidad dela transición vítrea.

Autor: SALAZAR LÓPEZ ALICIA.
Año: 2003.
Universidad: COMPLUTENSE DE MADRID.
Centro de lectura: FÍSICA.
Centro de realización: DPTO. CIENCIAS DE MATERIALES. UNIV. POLITÉCNICA MADRID.

Resumen: Esta tesis analiza detalladamente los mecanismos de deformación y rotura y las propiedades mecánicas de los cerámicos de alta temperatura crítica Bi2Sr2Can-1CunO2n+2. Para ello se investigaron dos tipos de materiales: cerámicos masivos y cintas superconductotas. Se investigó el efecto de las temperaturas criogénicas, de los ciclados térmicos y de la condensación de agua en las propiedades mecánicas y superconductoras de los cerámicos masivos. En el caso de las cintas, se estudió la evolución de la corriente crítica a 77K en función de una solicitación monótona creciente y en función de cargas cíclicas. Todos los objetivos marcados se alcanzaron satisfactoriamente y los resultados obtenidos resultaron ser de gran valor para la aplicación tecnológica e industrial de estos materiales.

Autor: PARDO VIVÉ ENRIC.
Año: 2003.
Universidad: AUTONOMA DE BARCELONA.
Centro de lectura: CIENCIAS.
Centro de realización: ESCUELA DE DOCTORADO Y DE FORMACION CONTINUADA.

Resumen: El comportamiento electromagnético de un material no sólo depende de sus propiedades intrínsecas sino también de la geometría de la muestra analizada. De hecho, algunas magnitudes electromagnéticas en muestras del mismo material pero con diferente geometría pueden diferir en varios órdenes de magnitud. La tesis está dividida en dos partes. La primera, está dedicada al estudio de los efectos de geometría en muestras de materiales lineales, homogéneos y isótropos (LHI) bajo la aplicación de un campo magnético uniforme. Para cuantificar los efectos de geometría en las magnitudes magnéticas más relevantes en materiales LHI se utilizan los factores de desimanación fluxmétrico y magnetométrico (Nf y Nm), cuyo cálculo teórico es necesario para poder determinar algunas propiedades intrínsecas de los materiales a partir de experimentos. Después de detectar importantes lagunas en los resultados teóricos existentes para primas rectangulares, presentamos cálculos originales de Nf y Nm se calculan para un rango amplio de relación grosor-anchura y susceptibilidad magnética. Para el caso de un prisma finito perfectamente diamagnético se presenta un estudio sistemático de los factores de desimanación en función de las dimensiones relativas del prisma a partir de cálculos precisos. También se calculan resultados numéricos para cilindros con campo aplicado en la dirección radial, situación para la que existen muy pocos datos. La otra parte de la tesis consiste en un estudio de superconductores duros, siendo materiales muy interesantes para aplicaciones prácticas. En este caso, el estudio se centra en algunas geometrías infinitamente largas inmersas en un campo magnético alterno. Concretamente, se estudian en detalles las geometrías de prisma infinito de sección rectangular, elíptica y varios casos de conjuntos de múltiples prismas rectangulares. El estudio de estas geometrías es de gran importancia práctica para diseñar cintas y cables superconductores para trabajar en dispositivos eléctricos en corriente alterna, para los que es fundamental la reducción de las perdidas energéticas para la viabilidad de las tecnología basada en cables superconductores. Para realizar dicho estudio se desarrolla un método numérico basado en el modelo de estado crítico para superconductores y la minimización de la energía magnética. Para los casos de campo magnético aplicado, el método permite describir dos tipos de conexiones entre filamentos, eléctricamente aislados uno a uno o interconectados entre sí a los extremos de los prismas. A pesar de que el primer tipo de conexión es la que presenta pérdidas energéticas menores, no había sido posible simularlo hasta el momento. Los resultados numéricos obtenidos a partir de éste método son originales y de gran precisión. La descripción sistemática del problema permite realizar un estudio en profundidad de las propiedades electromagnéticas para estas geometrías, gracias al que se obtienen unas tendencias básicas para reducir las pérdidas energéticas.

Autor: CASTAÑO LINARES ÓSCAR.
Año: 2003.
Universidad: AUTONOMA DE BARCELONA.
Centro de lectura: CIENCIAS.
Centro de realización: ESCUELA DE DOCTORADO Y DE FORMACIÓN CONTINUADA.

Resumen: Este trabajo se ha enfocado hacia el estudio y optimización del proceso de síntesis de capas superconductoras texturadas de YBa2CuO7-* (YBCO) de altas corrientes críticas, sobre sustratos monocristalinos cerámicos y sustratos tecnológicos (metales texturados por laminado y recocido -RABiT- o por bombardeo de iones -IBAD-) vía Sol-Gel. La técnica Sol-Gel es un prometedor método de síntesis que puede aplicarse a la fabricación de cintas superconductoras de YBa2Cu3O7-*, debido a que es un proceso fácilmente adaptable para la preparación de materiales cerámicos a escala industrial. Para hacer factible este propósito, es necesario el depósito del superconductor sobre un sustrato tecnológico. No obstante, el recubrimiento directo no es posible en dichos metales y es necesario el crecimiento de capas intermedias denominadas capas tampón. De las cuales, en este trabajo se describe la síntesis de BaZrO3, CeO2, SrTiO3 y el LaAlO3 mediante técnicas Sol-Gel, así como su crecimiento tanto sobre sustratos monocristalinos como sustratos tecnológicos, para finalmente crecer el YBa2Cu3O7-* sobre las capas tampón. Previamente, en la búsqueda de la optimización de parámetro experimentales con el objetivo de obtener las mejores propiedades superconductoras, se ha estudiado la cinética de la reacción de descomposición del BaF2 con el agua, que desemboca en la formación del YBa2Cu3O7-*, así como de la influencia de cómo diferentes parámetros experimentales repercuten en su microestructura. Excelentes resultados han sido obtenidos mediante el crecimiento de YBa2Cu3O7-* por MOD sobre monocristales de LaAlO3 (1009 con una Tc - 90 K y Jc 3.4.10 6 A.cm-2 a 77K para una capa de t-400 nm. Estos valores son típicos de capas superconductoras de alta calidad. Se ha demostrado la posibilidad del crecimiento de multicpas de YBa2Cu3O7-* y capas tampón por Sol-Gel con resultados muy prometedores pudiendo competir con el resto de opciones desarrolladas hasta la fecha. Este trabajo está involucrado dentro del proyecto de la Comunidad Económica Europea SOLSULET con el fin de elaborar cintas superconductoras de varios metros de longitud.

Autor: IZQUIERDO FERNÁNDEZ MANUEL.
Año: 2003.
Universidad: AUTONOMA DE MADRID.
Centro de lectura: CIENCIAS.
Centro de realización: FACULTAD CIENCIAS.

Resumen: Esta tesis ha sido concentrada en el estudio de los dos puntos siguientes relacionados con la estructura electrónica de Bi2Sr2CaCu2O8+delta y Bi2Sr2CuO6+Delta. * Las bandas virtuales presentes en la superficie de Fermi y su relación con la superconductividad han sido estudiadas mediante fotoemisión resuelta en ángulo y en particular medidas de la superficie de Fermi. Las muestras investigadas han sido monocristales de Bi2Sr2CaCu2O8+delta, por un lado y capas delgadas de Bi2Sr2CuO6+delta crecidas sobre SrTiO3 para la otra familia investigada. Un exhaustivo estudio de las propiedades de las bandas virtuales en función de la energía y de la polarización de los fotones incidentes en distintas zonas de Brillouin ha sido realizado, lo cual ha permitido discernir que la simetría de estas bandas difiere de la de las bandas principales del compuesto, lo cual ha permitido descartar inequívocamente el modelo ortorrómbico. * La presencia del orden de carga en estos compuestos ha sido investigada mediante difracción difusa de rayos X. Se ha observado por primera vez la existencia de una estructura difusa enlos dos tipos de compuestos, que puede ser adscrita a la presencia de un orden de carga relacionado con un desplazamiento atómico. Estudios realizados en función de la temperatura y el dopaje han permitido obtener valiosa información para el entendimiento de esta estructura difusa.

Autor: VECINO VÁZQUEZ ENRIQUE.
Año: 2003.
Universidad: AUTONOMA DE MADRID.
Centro de lectura: CIENCIAS.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS.

Resumen: Dentro del campo de la nanotecnología, en particular en el campo de la electrónica, la aplicación de los superconductores supone una gran promesa. La electrónica superconductora ha alcanzado impresionantes logros en el campo de la electrónica digital. Retrasos lógicos de 13 picosegundos y tiempos de interruptores de 9 psicosegundos han sido demostrados experimentalmente. A través del uso de uniones Josephson básicas, los científicos son capaces de construir detectores de microondas muy sensibles, magnetómetros, SQUODs y fuentes de voltaje altamente estables. En la mayoría de los casos, los nanosistemas no incluyen un solo tipo de material en sus componentes. La particularidad de las propiedades físicas de los superconductores hace que los electrones provenientes de los materiales contiguos al superconductor no puedan acceder a él directamente sino a través de un proceso, conocido como reflexión de Andreev. Este fenómeno que tiene lugar en la frontera entre el superconductor y el material no-superconductor resulta crucial a la hora de comprender las propiedades tanto de equilibrio como de transporte en este tipo de dispositivos. Un primer efecto relacionado con estas relfexiones de Andreev es el efecto de Proximidad, que se define como el hecho de que un material en contacto con un superconductor adquiere propiedades superconductoras en una región cercana a la frotnera entre ambos o interfaz. Las interfaces metal, normal(N)/superconductor(S) han sido ya ampliamente estudiadas. Pero el efecto de proximidad ferromagneto(F)/superconductor(S) es fenómeno menos comprendido y principalmente estudiado para el caso de los conductores normales difusivos. Así, para las nanoestructuras, desarrollos teóricos entre los regímenes balístico y difusivo serían muy interesantes. Al mismo tiempo, esta teoría deberá poder tener en cuenta efecto geométricos, que pueden ser muy relevantes en la nanoestructuras reeales. El desarrollo de estos aspectos compone el primer bloque de mi tesis doctoral. En ciertas aplicaciones nanotecnológicas, parte del dispositivo está diseñado según el patrón electrodo/punto-cuántico(PC)/electrodo (por ejemplo, transistor de nanotubo de carbono). El transporte electrónico se vuelve especialmente interesante en cuanto a fenomenología cuando existe cierta correlación electrónica. En este sentido, ha crecido un gran interés teórico en relación a la posibilidad de reemplazar los electrodos normales por otros superconductores. En este tipo de sistemas un aspecto de fundamental relevancia es la interacción entre los efectos de correlación electrónica (efecto Kondo, bloqueo de Coulomb ..) y los procesos de reflexión de Andreev. ¿Cómo afectan las interacciones electrón-electrón a la corriente Josephson?. Esta pregunta ha recibido una atención considerable en los últimos años. En particular, la discusión se ha centrado en buena parte en la aparición de un comportamiento de unión-*, que consiste en una inversión del signo de la supercorriente bajos ciertas condiciones y ha sido observado recientemente en uniones Josephson S-F-S. Así, la investigación del transporte en equilibrio de estos sistemas constituye parte del segundo bloque de esta tesis. El resto de este segundo bloqueo está dedicado al estudio del transporte fuera del equilibrio del sistema S/PC/S con correlación. Un experimento muy reciente ha alcanzado la realización de este sistema con nanotubos de carbono. Sus resultados, que muestran un incremento de la conductancia en el régimen Kondo con respecto al caso normal, no hbían recibido una explicación teórica. Basándose en mis resultados del caso de equilibrio, puede entenderse este fenómeno a través de la dinámica d elos estados de Andreev renormalizados. Además, diversos efectos que podrían tener relevancia experimentalmente, como la asimetría en la conexión de los electrodos o la vida media finita de los estados, son también abordados.

Autor: VIÑA REBOLLEDO JOSÉ M..
Año: 2002.
Universidad: SANTIAGO DE COMPOSTELA.
Centro de lectura: FÍSICA.
Centro de realización: FACULTADE DE FÍSICA, SANTIAGO DE COMPOSTELA.

Resumen: En superconductores de tipo II se observa experimentalmente una ruptura brusca del estado mixto si la densidad de corriente aplicada supera un cierto valor J*. Esta densidad de corriente puede ser hasta un orden de magnitud mayor que el valor de la corriente crítica Jc en que empieza a medirse alguna disipación, dentro del estado mixto. Se induce en J* una transición abrupta de toda la muestra al estado normal (en tiempo inferior a diez microsegundos, la resolución temporal de nuestros dispositivos). Así como en buenas muestras el origen físico de Jc está claramente vinculado al desanclaje y movimiento de los vórtices magnéticos, no está tan claro qué mecanismos induce el fenómeno observado en J*. En nuestro estudio hemos empleado micropuentes grabados sobre capas delgadas de Y-123 (YBCO) depositadas sobre substratos cristalinos de SrTiO3. Este trabajo experimental pretende: 1,- Profundizar en las causas de este salto al estado normal haciendo medidas con dispotivos electrónicos rápidos, que permitan apreciar con cierto detalle los fenómenos que ocurren torno a J*. 2,- Intentar conocer mejor el papel que desempeñan los vórtices magnéticos en esta transición, realizando medidas con campos magnéticos aplicados bajos, desde del orden del autocampo (típicamente 0,01 T) hasta 1 T. 3,- Estudiar la influencia de los efectos térmicos. Téngase en cuenta que la elevada densidad de corriente inyectada cerca de J* (para nuestras muestras, en torno a 10 7 A/cm2) generan una considerable disipación de calor. En este trabajo propondremos un modelo simplificado para describir la evolución térmica de nuestras muestras basado en conceptos muy elementales. Este modelo nos permitirá mostrar que los procesos térmicos que tienen lugar a altas densidades de corriente podrían explicar, incluso cuantitativamente, algunos de los aspectos esenciales del comportamiento eléctrico de estas muestras en las cercanías de J*. Permitirá explicar la existencia de J*, y su dependencia respecto de la temperatura T y el campo magnético aplicado H, invocando sólo un mecanismos puramente térmico (extrínseco). Esto no excluye que en la transición al estado normal inducida por corrientes altas estén también involucrados mecanismos más intrínsecos (Desapareamietno de pares de Cooper, cambio de régimen del movimiento de vórtices …), pero nuestros resultados sugieren que el autocalentamiento uniforme debe de desempeñar un papel importante tanto en los valores de J* medidos como en su dependencia respecto de T y H.

Autor: GONZÁLEZ PÉREZ M. TERESA.
Año: 2002.
Universidad: SANTIAGO DE COMPOSTELA.
Centro de lectura: FÍSICA.
Centro de realización: FACULTAD DE FÍSICA.

Resumen: Este trabajo está dedicado al crecimiento de muestras de YBa2Cu3O7 (YBCO) texturadas por fusión, y al estudio de sus curvas características corriente-voltaje (CVCs), que se comparan con las de películas delgadas del mismo material; así se establece el efecto que la microestructura, el tamaño o las condiciones térmicas tienen en las propiedades de transporte eléctrico del YBCO. Se crecieron monodominios centimétricos de YBCO enriquecidos con Y2BaCuO5 30% molar y con un 0,1% en peso de Pt, mediante texturación por fusión con monosemilla cristalina. Algumas muestras se doparon con Zn, observándose mejoras en sus propiedades para dopajes bajos. Con técnicas de alta potencia y disposición lineal de cuatro contactos, se midieron CVCs de barras de sección milimétrica cortadas de estos monodominios, hasta el estado normal, para varias temperaturas cercanas a la crítica. Se observa el siguiente comportamiento general: aumentando la corriente I, la resistencia es nula hasta alcanzar la corriente crítica Ic(T), a partir de la cual el voltaje V crece de forma no lineal, aunque suavemente, hasta otra corriente I*(T); entonces se produce un aumento abrupto (salto) de voltaje de más de dos órdenes de magnitud, hasta un estado muy disipativo de carácter óhmico. Esta observación en texturados coincide con lo publicado para películas delgadas. El análisis apunta a que hay mecanismos comunes tras la CVCs de ambos tipos de muestra, incluyendo el salto en voltaje. La diferencia más significativa entre ambos conjuntos de curvas es un factor 100 entre sus valores tanto de J=I/A como de E=V/l (A es la sección de la muestra, l la distancia entre contactos de voljate). Proponemos explicaciones para estas diferencias, considerando que la distribución de corriente no es uniforme, así como ciertos aspectos de la dinámica de vórtices magnéticos. Ya que ambos tipos de muestra son muy diferentes, el origen común del salto parece ser esencialmente intrínseco. Aunque éste se ve afectado por efectos térmicos, los valores de densidad de corriente real que se han estimado coinciden con los de la corriente de desapareamiento de pares de Cooper.

Autor: VALENZUELA REQUENA BELEN.
Año: 2002.
Universidad: CARLOS III DE MADRID.
Centro de lectura: ESCUELA POLITECNICA SUPERIOR .
Centro de realización: UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID.

Resumen: Se estudian los sistemas de electrones fuertemente correlacionados en una y dos dimensiones. la motivación experimental son los superconductores de alta temperatura crítica (cupratos) que son cuasi bidimensionales y las sales de Bechgaard que son cuasidimensionales. Los cupratos son aislantes de Mott bidimensionale (Aislantes debido a la interacción repulsiva entre los electrones) que, al doparse, se vuelven superconductores . para describir estos sistemas electrónicos se usa principalmente el modelo de Hubbard, donde los electrones pueden saltar a los vecinos mas próximos e interaccionan repulsivamente a través de la interacción local UComo resultados significativos: usando la aproximación de hartree-fock se encuentra que t, modifica las configuraciones inhomogeneas de carga y spin que se obtienen con el modelo de Hubbard y cambia el magnetismo del modelo, resultado con posible relevancia experimental y usando un álculo de campo medio autoconsistente se obtiene que V renormaliza la superficie de Fermi, lo que puede modificar las inestabilidades magnéticas y superconductoras.Se argumenta que un modelo apropiado para estudiar fases de orden de carga aislanes tiene que tener en cuenta el larhgo alcance de la interacción de Coulomb. Usando este modelo y aplicando una técnica variacional en el límite de acoplo electrónico fueret encontramosque las temperaturas críticas de orden de carga y de orden antiferromagnético son muy distintas de acuerdo con los experimentos

Autor: FIGUERAS PUIG JORDI.
Año: 2002.
Universidad: AUTONOMA DE BARCELONA.
Centro de lectura: CIENCIAS.
Centro de realización: EESCUELA DE DOCTORADO Y DE FORMACIÓN CONTINUADA.

Resumen: En los superconductores de alta temperatura crítica el movimiento de las líneas de campo magnético (vórtices) que penetran en el material aumenta por las elevadas temperaturas de uso de estos materiales, dando lugar a una disipación en forma de resistencia eléctrica. Adicionalmente, estos vórtices están sometidos a una elevada influencia de los defectos microestructurales que modifican su comportamiento dinámico. Estos defectos pueden actuar como centros de anclaje de los vórtices, lo que mejora las propiedades superconductores. El estudio de la influencia de la microestructura en el movimiento de los vórtices en texturados de YBa2Cu3O7 es el objetivo de esta tesis. Este estudio ha requerido el estudio de muestras de microestructura claramente diferenciadas y una sistemática de medida que permita distinguir entre los distintos defectos. En particular: 1,- Se ha realizado un estudio comparativo entre texturados y un monocristal de YBa2Cu3O7 y sistemas similares: NdBa2Cu3O7 y YBa2(Cu1-xMgx)3O7. 2,- Se ha determinado y cuantificado la influencia de la microestructura en texturados (planos de macla, dislocaciones, faltas de apilamiento, microgrietas, partículas de Y2BaCuO5), que ha permitido concluir que: 2.1,- Cuando los vórtices son alineados paralelamente a los centros de anclaje (planos de macla, dislocaicones y la interfase de las partículas de Y2BaCuO5) el estado sólido de los vórtices se amplia. 2.2,- Los defectos puntuales no son capaces de modificar el diagrama de fases magnético. 2.3,- Ciertos derivados microestructurales (microgrietas y faltas de apilamiento) dan lugar a una ampliación del estado líquido de vórtices. Todo este estudio de la dinámica de los vórtices en el estado líquido de vórtices ha permitido determinar la existencia de una nueva transición intrínseca en la fase líquida del líquido de vórtices donde la tensión lineal del vórtice se pierde.

Autor: PÉREZ DE LARA DAVID.
Año: 2002.
Universidad: AUTONOMA DE MADRID.
Centro de lectura: CIENCIAS.
Centro de realización: UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE MADRID.

Resumen: Un modelo para describir el estado de no-equilibrio en Uniones Superconductoras por efecto Túnel (STJ) es presentado y utilizado para simular la respuesta de STJ realizados con diferentes materiales superconductores; Nb, Ta y Al. Las STJ realizadas con Al producen una señal en carga un orden de magnitud mayor que las realizadas con Ta y Nb a paridad de transparencia de la barrera túnel. La evolución temporal de las poblaciones de quasi-partículas y fonones en el estado de no-equilibrio muestra los diferentes tiempos de respuesta de estos tres materiales. Se presenta el proceso de fabricación de STJ realizadas con Al. La caracterización estructural mediante técnicas de difracción de rayos X y la caracterización Corriente-Tensión de estas uniones a bajas temperaturas (T=260mK) evidencian la consecución del objetivo de fabricar uniones de alta calidad como detectores de rayos X. Esto ha quedado evidenciado en los resultados de las medidas a T=260mK realizadas con una fuente radioactiva de rayos X (E=6keV). Dichas uniones han sido fabricadas sobre substratos de zafiro con y sin una película de SiO entre el zafiro y la unión. Los espectros obtenidos muestran la capacidad de SiO para desacoplar desde el punto de vista fonónico el substrato y la unión superconductora. Finalmente se presenta un nuevo esquema de detección basado en una STJ acoplada por medio de un condensador a una unión túnel Josephson. La propuesta, simulaciones y posteriores experimentos revelan la capacidad de este nuevo detector (Detector Dual) para proporcionar contemporáneamente el espectro de energía con una alta resolución y una discriminación temporal ultra-rápida de los eventos (rayos X) producidos en dicho detector. Las simulaciones y posteriormente los experimentos bajo rayos X muestran la posibilidad de proporcionar el tiempo de vuelo y la energía construyendo el espectro del espectro de vuelo. Esta dualidad basada en los dos detectores criogénicos puede ser aplicada en Espectrometría de Masa del Tiempo de Vuelo, proporcionando una mayor eficiencia y resolución en la medida de la masa de moléculas pesadas (M>50 kDa, 1Da=1 a.m.u) que los actuales Espectrómetros Convencionales basados en detectores semiconductores.

Autor: MATEU MATEU JORDI.
Año: 2002.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.

Autor: CARBALLEIRA ROMERO CARLOS.
Año: 2001.
Universidad: SANTIAGO DE COMPOSTELA.
Centro de lectura: FISICA.
Centro de realización: FACULTAD DE FISICA.

Resumen: En esta Tesis se estudia el régimen de cortas longitudes de onda de las fluctuaciones superconductoras por encima de la temperatura de transicion. El trabajo se divide en dos partes diferenciadas. En la primera, los cálculos de varios observables inducidos por fluctuaciones en superconductores isotrópicos masivos y laminares se extienden, dentro del marco de la teoría de Ginzburg y Landau de las transiciones de fase, a las regiones de altos campos y altas temperaturas reducidas utilizando dos condiciones de corte diferentes: el corte en momentos convencional y el corte de energía total. Este último es una nueva aproximación para los efectos de las fluctuaciones de corta longitud de onda que se fundamenta en las limitaciones que el principio de incertidumbre impone a la longitud de coherencia superconductora. A continuación, estos resultados teóricos se utilizan para analizar medidas de la para conductividad y el diamagnetismo inducido por fluctuaciones en el regimen de cortas longitudes de onda. Tales medidas fueron realizadas en varios materiales superconductores, tanto de alta como de baja temperatura critica. La consecuencia más importante de estos análisis es la confirmación de la existencia de una temperatura reducida bien definida por encima de la cual no existen pares de Cooper coherentes, tal y como predice el corte en energia total.

Autor: RODRÍGUEZ DE LA FUENTE OSCAR.
Año: 2001.
Universidad: COMPLUTENSE DE MADRID.
Centro de lectura: FÍSICA .
Centro de realización: DEPARTAMENTO DE FÍSICA DE MATERIALES.

Resumen: Hemos estudiado los defectos superficiales en Au(001) 5x20 generados mediante dos diferentes técnicas experimentales: bombardeo iónico de baja energía y nanoindentación. Hemos analizado estos defectos con microscopía de efecto túnel (STM). Los experimentos de bombardeo de iones Ar+ con energía E=600 eV revelan que los defectos producidos a muy bajas dosis son dipolos de dislocación bidimensionales. Se forman mediante la difusión anisótropa y agregación de las vacantes generadas por cada uno de los impactos iónicos. A dosis media observamos transformaciones estructurales en la reconstrucción, que puede rotar o desaparecer. Finalmente, a altas dosis, observamos una superficie nanoestructurada, con cráteres formando un red que puede llegar a tener un cierto orden a corto alcance. Respecto a los defectos producidos por nanoindentación identificamos los mecanismos incipentes de deformación plástica en una superficie fcc (001). Por un lado, se emiten dislocaciones helicoidales que mediante deslizamiento dan lugar a terrazas alrededor del punto de indentación. Por otro lado, observados y caracterizamos la emisión, hasta distancias del orden de cientos de angstroms, de semilazos de dislocación disociados emergentes, que son fruto del desplazamiento plástico expulsado a lo largo de un sistema de deslizamiento principal del cristal.

Autor: PALLARES VIÑA MIGUEL JUAN.
Año: 2001.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.

Resumen: El uso de bloques de material superconductor en el rotor de motores eléctricos abre nuevas posibilidades de mejora de sus características. En este trabajo se incide en el uso de los citados bloques superconductores para producir par y fuerza de levitación en el rotor, evitando el uso de cojinetes que lo sustenten. Para ello se han analizado teóricamente y realizado simulaciones con un programa de elementos finitos de dos configuraciones de motores: de flujo radial y flujo axial. Finalmente se han construido los prototipos que han sido caracterizados experimentalmente. En el prototipo de flujo radial se ha realizado la medición del campo magnético y de la magnetización de los bloques superconductores. Con los datos obtenidos se ha podido construir la curva de magnetización del superconductor, y a partir de ella, estimar el par que puede proporcionar el motor. Se ha realizado el ensayo estático del mismo y se ha podido comprobar la coincidencia de ambas pruebas. También se han obtenido las fuerzas de centrado y levitación con un programa de elementos finitos. El motor de flujo radial simulado y ensayado estática y dinámicamente. La coincidencia de todas las pruebas, con la precisión marcada previamente, muestra su validación mutua y permite analizar la naturaleza de la interacción entre un estator convencional y un rotor superconductor. Finalmente se incluye el análisis, construcción y ensayo de un nuevo prototipo constituido por un transformador de intensidad que adapta la impedancia a la red y genera campo giratorio. Constituye un paso mas hacia el motor sin hierro.

Autor: VARELA DEL ARCO MARIA .
Año: 2000.
Universidad: COMPLUTENSE DE MADRID.
Centro de lectura: FISICA.

Resumen: Esta Tesis se ha basado en el crecimiento y caracterizacion de superredes de YBa2Cu3O7-x/ PrBa2Cu3O7 con capas ultradelgadas de YBa2Cu3O7 de espesores decrecientes, desde unas pocas celdas unidad del material hasta tener solamente una celda unidad. En estas superredes la capa superconductora esta sometida a tension epitaxial. Se ha caracterizado la estructura y los mecanismos de crecimiento de estas capas de YBa2Cu3O7. Tambien se han estudiado las propiedades superconductoras, que se deprimen substancialmente al disminuir el espesor. A este respecto se han analizado tanto las propiedades electronicas del superconductor como las propiedades de transporte bajo campos magneticos.

Autor: PINHO RIBEIRO MOREIRA IBÉRIO DE.
Año: 2000.
Universidad: BARCELONA.
Centro de lectura: QUÍMICA.
Centro de realización: FACULTAD DE QUÍMICA DE LA UNIVERSIDAD DE BARCELONA.

Resumen: Se presenta un estudio teórico de la estructura electrónica y de propiedades relacionadas con ésta en diferentes fluoruros y óxidos de Cu(II) y Ni(II) con estructuras cristalinas simples que presentan un fuerte carácter iónico. En concreto, se han analizado las interacciones de intercambio magnético en los compuestos KNiF3, K2NiF4, KCuF3, K2CuF4, La2CuO4, CuF2 y SrCu2O3, los cuales presentan comportamientos magnéticos muy diferentes entre sí. El interés fundamental del estudio consiste en la descripción del orden magnético de estos sistemas mediante la determinación de las diversas constantes de intercambio magnético Jij que la caracterizan, cuya magnitud está fuertemente condicionada por la correlación electrónica. Para ello se han analizado las dos aproximaciones comúnmente utilizadas para tratar este tipo de sistemas, ya sea considerando explícitamente la simetría translacional de los sistemas, ya sea considerado una pequeña región de interés (o cluster) convenientemente acondionada mediante técnicas de "embedding" para incluir los diferentes efectos del entorno cristalino sobre esta porción con el fin de simular el sólido iónico. Se ha analizado también la relación entre los estados electrónicos relevantes para el magnetismo del sistema con los hamiltonianos de espín utilizados para describir el comportamiento magnético del sistema, incidiendo sobre la problemática existente cuando se utilizan aproximaciones monodeterminantales, basadas en soluciones de simetría rota, para describir los estados electrónicos de menor multiplicidad de espín. Del análisis de los valores de los parámetros Jij determinados para los diferentes sistemas estudiados mediante modelos locales y periódicos se deriva que la naturaleza de las interacciones magnéticas en este tipo de materiales es fundamentalmente local. Así, se muestra que se pueden determinar de forma precisa los diferentes parámetros de intercambio Jij a partir de modelos locales tratando la correlación electrónica de forma precisa mediante diversas aproximaciones basadas en la interacción de configuraciones. Para los sistemas para los que se disponen de medidas experimentales suficientes se alcanza una concordancia cuantitativa entre los valores experimentales y teóricos, mientras que para los sistemas para los que no se disponen de medidas o éstas no son precisas debido a la complejidad del sistema, el método permite predecir valores fiables paras estas magnitudes.