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Superconductividad en el diamante.

E A Ekimov1, V A Sidorov, E D Bauer

  • 1Vereshchagin Institute for High Pressure Physics, Russian Academy of Sciences, 142190 Troitsk, Moscow region, Russia.

Nature
|April 2, 2004
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La superconductividad fue descubierta en el diamante dopado con boro, un material conocido por su dureza y conductividad térmica. Este hallazgo abre posibilidades de superconductividad en otros materiales con estructura de diamante.

Área de la Ciencia:

  • Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
  • Física de la materia condensada Física de la materia condensada
  • Química del estado sólido.

Sus antecedentes:

  • El diamante es un aislante eléctrico con una dureza excepcional, alta conductividad térmica y alta resistencia al campo eléctrico.
  • La introducción de portadores de carga a través de dopaje, como el boro, puede alterar las propiedades electrónicas del diamante.
  • El dopaje de boro crea un diamante dopado con agujero debido a la deficiencia de electrones del boro y su pequeño radio atómico.

Objetivo del estudio:

  • Para investigar las propiedades electrónicas del diamante dopado con boro sintetizado en condiciones extremas.
  • Para determinar si la superconductividad puede ser inducida en diamantes dopados con boro.
  • Para caracterizar las propiedades superconductoras de este nuevo material.

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Principales métodos:

  • Síntesis de diamante dopado con boro a alta presión (aprox. 100.000 atm) y las altas temperaturas (2,500 2,800 K).
  • Medidas de la resistividad eléctrica.
  • Mediciones de la susceptibilidad magnética.
  • Mediciones de calor específico.
  • Mediciones de resistencia dependientes del campo.

Principales resultados:

  • El diamante dopado con boro exhibe superconductividad de tipo II a granel por debajo de una temperatura crítica (T ((c)) de aproximadamente 4 K.
  • La superconductividad persiste en un campo magnético hasta un campo crítico superior (Hc2(0) de al menos 3,5 T.
  • La transición superconductora es confirmada por múltiples técnicas de medición.

Conclusiones:

  • La superconductividad ha sido descubierta en diamantes dopados con boro.
  • Este descubrimiento sugiere que otros materiales con estructura de diamante como el silicio y el germanio también pueden exhibir superconductividad.
  • El diamante dopado con boro es un nuevo superconductor masivo con aplicaciones potenciales.