Meissner effect and critical fields in an inhomogeneous Ba2HoCu3O7-x high-Tc superconductor

The Meissner and diamagnetic shielding effects and the upper, lower, and thermodynamical critical fields have been studied in a Ba2HoCu3O7-x sample using magnetization measurements in fields up to 55 kOe. The diamagnetic shielding curve shows the existence of a transition at Tc=91.5 K followed by a broad transition extending from 85 to 25 K which may be related to inhomogeneities in the oxygen content of the sample. A rather low flux expulsion (13.5%) is observed which we attribute to flux pinning or trapping. We show that the coexistence of superconducting and nonsuperconducting regions within the sample at temperatures just below Tc leads to strong reductions in the critical magnetic fields.

Quantum tunneling of vortices in the Tl2CaBa2Cu2O8 superconductor

Magnetic-relaxation measurements of a Tl-based high-Tc superconductor show temperature-independent flux creep below 6 K. The effect is analyzed in terms of the overdamped quantum diffusion of two-dimensional vortices. Good agreement between theory and experiment is found.

Síntesi de pólvores del superconductor GdBa2Cu3O7 a partir de dissolucions precursores de nitrats

Estudi de l’obtenció de les les pólvores del compost superconductor GdBa2Cu3O7 mitjançant la utilització de diferents mètodes partint de solucions aquoses de nitrat estabilitzades amb PEG, com son apartir del reactor Kjeldhal o a partir d’un assecatge ràpid damunt una placa calefactora.En el procés d’obtenció d’aquestes pólvores es vol fer una caracterització dels productesinicials, intermedis i finals que s’aniran obtenint durant les diferents etapes. Aquest estudi esfarà mitjançant varis tipus d’anàlisi, com la difracció de raig X (XRD), l’espectroscòpiainfraroja (IR) o la termogravimetria (TG).Finalment, també es comprovarà si els nitrats i el PEG que formen la solució aquosa espoden assecar en forma de capa, i si posteriorment, és possible la seva descomposició percombustió

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.

Efecte dels grups substituents en la formació de nanopartícules de Fe3O4 per descomposició de complexos de Fe(III)

En aquest treball d’investigació, s’estudiaran nanopartícules magnètiques concretament nanopartícules de magnetita (Fe3O4) on a partir de diferents precursors i amb unes condicions determinades es poden variar la seva forma i la seva mida. Aquestes mides i formes diferents són molt útils a l’hora d’introduir-les dins d’una solució de precursor del material superconductor ceràmic YBa2Cu3O7-δ (YBCO) ja que es produeix un augment significatiu de la densitat de corrent crítica. El mètode sintètic utilitzat en aquests treball d’investigació, és l’anomenat descomposició tèrmica, que ens permet sintetitzar nanopartícules de magnetita amb el corresponent control de mida i de forma desitjats.

First-principles periodic calculation of four-body spin terms in high-Tc cuprate superconductors

A general mapping between the energy of pertinent magnetic solutions and the diagonal terms of the spin Hamiltonian in a local representation provides the first general framework to extract accurate values for the many body terms of extended spin Hamiltonians from periodic first-principle calculations. Estimates of these terms for La2CuO4, the paradigm of high-Tc superconductor parent compounds, and for the SrCu2O3 ladder compound are reported. For La2CuO4, present results support experimental evidence by Toader et al. [Phys. Rev. Lett. 94, 197202 (2005)]. For SrCu2O3 even larger four-body spin amplitudes are found together with Jl/Jr=1 and non-negligible ferromagnetic interladder exchange.

First-principles periodic calculation of four-body spin terms in high-Tc Cuprate superconductors

A general mapping between the energy of pertinent magnetic solutions and the diagonal terms of the spin Hamiltonian in a local representation provides the first general framework to extract accurate values for the many body terms of extended spin Hamiltonians from periodic first-principle calculations. Estimates of these terms for La2CuO4, the paradigm of high-Tc superconductor parent compounds, and for the SrCu2O3 ladder compound are reported. For La2CuO4, present results support experimental evidence by Toader et al. [Phys. Rev. Lett. 94, 197202 (2005)]. For SrCu2O3 even larger four-body spin amplitudes are found together with Jl/Jr=1 and non-negligible ferromagnetic interladder exchange.

Effective t-J model Hamiltonian parameters of monolayered cuprate superconductors from ab initio electronic structure calculations

The magnetic coupling constant of selected cuprate superconductor parent compounds has been determined by means of embedded cluster model and periodic calculations carried out at the same level of theory. The agreement between both approaches validates the cluster model. This model is subsequently employed in state-of-the-art configuration interaction calculations aimed to obtain accurate values of the magnetic coupling constant and hopping integral for a series of superconducting cuprates. Likewise, a systematic study of the performance of different ab initio explicitly correlated wave function methods and of several density functional approaches is presented. The accurate determination of the parameters of the t-J Hamiltonian has several consequences. First, it suggests that the appearance of high-Tc superconductivity in existing monolayered cuprates occurs with J/t in the 0.20¿0.35 regime. Second, J/t=0.20 is predicted to be the threshold for the existence of superconductivity and, third, a simple and accurate relationship between the critical temperatures at optimum doping and these parameters is found. However, this quantitative electronic structure versus Tc relationship is only found when both J and t are obtained at the most accurate level of theory.