La investigación china verifica potencialmente la superconductividad de ‘Nickelate’ de la Universidad de Stanford

Ha habido una gran cantidad de publicidad en torno a estos materiales, y algunos comentaristas han llegado a decir que anuncian el comienzo de la "Edad del Níquel" de la superconductividad. Esto se debe a que los nickelatos pueden conducir corriente eléctrica sin resistencia, incluso a altas temperaturas.
Pronto se descubrió, según lo informado recientemente por AAC, por investigadores austriacos que los resultados iniciales de Stanford, que informaron estas propiedades, no podían reproducirse: esto se debe a que en algunos nickelatos, se incorporan átomos de hidrógeno adicionales en la estructura del material, cambiando completamente Su comportamiento eléctrico.

Investigando la estructura electrónica de los nicquelatos

Ahora, un equipo del Instituto de Tecnología e Ingeniería de Materiales de Ningbo (NIMTE) de la Academia de Ciencias de China ha realizado investigaciones sobre la estructura electrónica de los superconductores de nicquelato recientemente descubiertos.
Su trabajo, que se publicó en Physical Review Letters el 22 de abril, explica con éxito las dificultades experimentales que experimentó el equipo de Viena cuando intentaron sintetizar nickelatos superconductores.

Contabilización de las dificultades de síntesis

Para aclarar las afirmaciones de los investigadores de Viena y otros de que los nickelatos no podían reproducirse y de hecho no exhibían propiedades superconductoras, el equipo de investigación de NIMTE realizó cálculos basados ​​en la teoría funcional de la densidad y la teoría dinámica del campo medio mediante el uso de superordenadores.
El equipo descubrió que la reducción química de un compuesto de tipo ABO3 con CaH2 puede resultar en ABO2 y ABO2H. También se descubrió que el hidrógeno topotáctico en los nickelatos era energéticamente favorable para LaNiO2 pero no para el NdNiO2 dopado con estroncio, lo que conllevaba consecuencias dramáticas para la estructura electrónica: el de 3d9 LaNiO2 es similar a los cupratos (dopados), mientras que 3d8 LaNiO2H es un dos- Aislador orbital Mott.

Una ilustración de hidrógeno incorporado en la estructura de nickelate. Imagen acreditada a TU Wien

Dificultad para replicar resultados

Por lo tanto, el hidrógeno se puede incorporar a la estructura del material de algunos nickelatos, lo que cambia completamente las propiedades electrónicas del material. Esta propuesta fue verificada por investigadores de la Universidad Nacional de Singapur (NUS) que extrajeron el hidrógeno liberado en el proceso de producción y lograron sintetizar los nickelatos superconductores.
El estudio del equipo de NIMTE, junto con los hallazgos del equipo de NUS y la síntesis exitosa de nickelatos superconductores, puede explicar las dificultades del equipo de Viena para lograr lo mismo y también explicar por qué algunos nickelatos son superconductores y otros no.
Además, el estudio del equipo de NIMTE sugiere mejoras potenciales en el proceso de síntesis original para mejorar las tasas de éxito: deformación por compresión y dopaje con estroncio, largos tiempos de reacción para reducir la presión del gas hidrógeno y bajas temperaturas.