Clasificación de superconductores

Los superconductores se pueden clasificar según varios criterios que dependen de sus propiedades físicas, el conocimiento actual y el coste de su refrigeración o la del material del que están hechos.

• Superconductores de tipo I _: aquellos que tienen un solo campo crítico ( Hc ) y cambian abruptamente de un estado a otro cuando se alcanza.
• Superconductores de tipo II : tienen dos campos críticos, H _c1 y H _c2 , siendo un superconductor perfecto bajo el campo crítico inferior ( H _c1 ) y abandonando completamente el estado superconductor para pasar a un estado normalmente conductor por encima del campo crítico superior ( H _c2 ), estando en un estado mixto cuando se encuentran entre los campos críticos.
• Superconductores de tipo 1.5 : superconductores multicomponentes caracterizados por dos o más longitudes de coherencia .

• Superconductores convencionales : aquellos que pueden explicarse completamente con la teoría BCS o teorías relacionadas.
• Superconductores no convencionales : aquellos que no pueden explicarse utilizando dichas teorías, como por ejemplo:
  • Superconductores de fermiones pesados

Este criterio resulta útil, ya que la teoría BCS ha explicado satisfactoriamente las propiedades de los superconductores convencionales desde 1957; sin embargo, aún no existen teorías satisfactorias que expliquen completamente los superconductores no convencionales. En la mayoría de los casos, los superconductores convencionales son de tipo I, pero existen excepciones como el niobio , que es a la vez convencional y de tipo II. ^{[ 1 ]}

• Superconductores de baja temperatura , o LTS: aquellos cuya temperatura crítica es inferior a 77 K.
• Superconductores de alta temperatura , o HTS: aquellos cuya temperatura crítica es superior a 77 K.
  • Superconductores a temperatura ambiente : aquellos cuya temperatura crítica es superior a 273 K.

77 K se utiliza como punto de demarcación para enfatizar si la superconductividad en los materiales se puede lograr o no con nitrógeno líquido (cuyo punto de ebullición es de 77 K), lo cual es mucho más factible que el helio líquido ( ^³He ) (una alternativa para lograr las temperaturas necesarias para obtener superconductores de baja temperatura y, por supuesto, el helio líquido es caro) que tiene un punto de ebullición de alrededor de 4,22 K. ^{[ 2 ]}

• Algunos elementos puros , como el plomo o el mercurio (pero no todos, ya que algunos nunca alcanzan la fase superconductora).
  • Algunos alótropos del carbono , como los fullerenos , los nanotubos o el diamante .

La mayoría de los superconductores hechos de elementos puros son de tipo I (excepto el niobio, el tecnecio , el vanadio , el silicio y los alótropos de carbono mencionados anteriormente).

• Aleaciones , como
  • Niobio-titanio (NbTi), cuyas propiedades superconductoras fueron descubiertas en 1962.
• Cerámicas (a menudo aislantes en estado normal), que incluyen
  • Cupratos, es decir, óxidos de cobre (a menudo en capas, no isotrópicos).
    • La familia YBCO , que comprende varios óxidos de itrio, bario y cobre, especialmente el _{YBa₂Cu₃O₇} , son posiblemente los superconductores de _{alta temperatura} más famosos .
  • Los niquelatos ( R NiO ₂ R = ión de tierras raras ) dondeel niquelato de capa infinita dopado con Sr NdNiO ₂ ^{[ 3 ]} experimentan una transición superconductora a 9-15 K. En la familia del análogo de fase de Ruddlesden-Popper Nd ₆ Ni ₅ O ₁₂ (n=5) se vuelve superconductor a 13 K. ^{[ 4 ]} Tenga en cuenta que esta no es una lista completa y es un tema de investigación actual.
  • Superconductores a base de hierro , incluidos los oxipnicturos .
  • El diboruro de magnesio (MgB₂ ₎ , cuya temperatura crítica es de 39 K, ^{[ 5 ]} es el superconductor convencional con la temperatura más alta conocida.
  • óxidos no cupratos como el BKBO .
• Paladatos – compuestos de paladio. ^{[ 6 ] [ 7 ]}
• otros, como los compuestos "metálicos" Hg₃ NbF₆ yHg₃ TaF₆ que son ambossuperconductorespor debajo de7K(−266,15°C; −447,07°F). ^{[ 8 ]}