Nanostructuració d'òxids mitjançant mètodes de solució química avançats i nanolitografia tova

Un dels reptes tecnològics més importants del segle XXI és el desenvolupament i organització de materials funcionals a escala nanomètrica ja que permet modificar-ne les propietats fonamentals i generar-ne de noves. En el cas dels òxids complexos aquesta tecnologia ha generat grans perspectives en diferents àrees d’estudi perquè presenten propietats molt interessants com la magnetoresistència colossal, superconductivitat o multiferroicitat. En particular, en l’òxid complex superconductor YBa2Cu3O7 (YBCO) s’ha demostrat que la formació de capes superconductores sobre plantilles nanoestructurades o bé la formació de nanocompostos en una matriu superconductora permet millorar de manera espectacular les seves propietats (corrent crític). Aquests resultats introduiran canvis paradigmàtics en la tecnologia de l’energia elèctrica (cables, motors, generadors) i en totes aquelles aplicacions que requereixin camps magnètics intensos. Ara bé, cal aconseguir-ho mitjançant tècniques de baix cost i que permetin un fàcil escalat. Durant els 4 mesos que s’ha disfrutat de l’ajut BP s’han preparat amb èxit noves capes primes superconductores nanoestructurades mitjançant la introducció d’una fase secundària nanomètrica complexa, Ba2YTaO6 (BYTO), dins la matriu d’YBCO pel mètode de baix cost de deposició de solucions químiques. Aquesta nova composició ha donat lloc a un augment significatiu de les propietats superconductores comparat amb la fase tradicional d’YBCO i per tant tenen gran potencial per fabricar futures cintes superconductores.

One of the most imposing technological challenges of the 21st century is the development and organization of funcional materials at the nanometer scale. It constitutes a unique opportunity for the generation of new functionalities or to modify the existing ones. The superconducting complex oxide YBa2Cu3O7 (YBCO) is particularly attractive because its performance can be strongly improved by forming nanocomposite films or thin superconducting films on nanostructured templates. However, to radically revolutionize the use of electrical energy, especially in motors, electromagnetic energy storage systems and magnets it is mandatory to achieve low cost techniques on an industrial scale. During the 4 months I enjoyed the BP contract, we have successfully prepared new nanocomposites films of YBCO with the incorporation of Ba2YTaO6 (BYTO) by the low cost and scalable chemical solution deposition approach. This novel composition led to a significant increase of YBCO performance compared to the pristine YBCO films and therefore appeared as a strong candidate to fabricate coated conductors.