SUPERCONDUCTORES

Autor: PÉREZ CABALLERO BELÉN M..
Año: 2003.
Universidad: EXTREMADURA [www.unex.es].
Centro de lectura: ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES.
Centro de realización: ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES.

Autor: ILIESCU ADRIANA SIMONA.
Año: 2004.
Universidad: AUTÓNOMA DE BARCELONA [www.uab.es].
Centro de lectura: CENTRO NACIONAL DE MICROELECTRÓNICA BARCELONA.
Centro de realización: ESCUELA DE POSTGRADO.

Resumen: El objetivo general de este trabajo ha sido el de obtener muestras superconductoras de alta temperatura de YBCO cuyas geometrías y dimensiones superen a las obtenidas mediante técnicas de crecimiento cristalino. Estos materiales pueden ser integrados en maquinaria eléctirca, sistemas de levitaicón o limitaciones de corriente. Este objetivo ha promovido la investigación hacia métodos que permiten unir dos o más monodominios del material superconductor de alta temperatura YBCO mediante un proceso de soldificación por fundido utilizando agetnes soldantes cuyos puntos de fusión están por debajo del punto de fusión del material que se quiere unir, el YBCO. El primer paso en obtener soldaduras superconductoras de alta temperatura del material YBCO ha sido el de conseguir un agente soldante apropiado. Hemos investigado dos materiales basados en plata metálica. Análisis microestructural, junto con medidas de magnetorresistencia y magnetometría Hall se han realizado con el fin de encontrar las condiciones óptimas para conseguir soldaduras superconductoras de alta temperatura de alta calidad. Para entender el proceso de difusión de la planta en la matriz YBCO, se ha realizado un´detallado estudio de la influencia de los parámetros del proceso de la soldadura en la microestructura y las propiedades físicas de las uniones superconductoras, es decir la magnetización remanenete y la densidad de corriente critica, generadas mediante este método. Se ha demostrado que estos parámetros influyen tanto en la microestructura como en la spropiedades superconductoras de las uniones artificiales. Para optimizar estos parámetros se han realizado dos tipos de experimentos: enfriamiento muy rápido y crecimiento mediante enfriamiento lento. Utilizando los experimentos de enfriamiento muy rápido hemos conseguido determinar cuales son los parámetros que controlan la difusión de la plata en la matriz del material YBCO. Se ha demostrado que parámetros como: tiempo del fundido, el grosor de la lámina de planta y la configuracióne la soldadura son relevantes y han sido optimizados. Por otro lado, la influencia de parámetros como: la velocidad de enfriamiento, temperatura máxima del proceso de soldadudra y la ventana de temperaturas en la microestructura de las uniones artificiales se han analizado mediante experimentos de enfriamiento lento. La influencia de estos parámetros en las propiedades superconductoras de las soldaduras se ha estudiado a través de medidas de magnetización remanente de las uniones y del material YBCO, a la vez para su comparación. La distribución de la magnetización remanente ha sido investigada utilizando magnetometría Hall. Estas medidas nos hanpermitido deducir la magnitud de la densidad de corriente crítica resolviendo el problema inverso (ley Biot-Savart). Utilizando la metodología desarrollada en este trabajo hemos conseguido obtener uniones artificiales del material YBCO cuyas microestructuras y propiedades superconductoras tienen una calidad similar a las del material inicial YBCO y por lo tanto se ha desarrollado una metodología que permitirá obtener ceramicas superconductoras con dimensiones mayores y formas complejas.

Autor: GONZÁLEZ GONZÁLEZ JUAN CARLOS.
Año: 2004.
Universidad: AUTÓNOMA DE BARCELONA [www.uab.es].
Centro de lectura: INSTITUT DE CIÈNCIA DE MATERIALS DE BARCELONA.
Centro de realización: ESCUELA DE POSTGRADO.

Resumen: Presentamos los estudios no destuctivos realizados sobre cintas cuperconductoras y capas de YBCO crecidas por la técnica de MOD-TFA mediante la espectroscopía micro-Raman, complementados por otras técnicas tales como XRD, SEM, TEM, resistividad y densidad de corriente crítica. Determinamos cuantitativamente el grado de textura uniaxial y biaxial de las cintas superconductoras de YBCO e investigamos aspectos tales como la orientación del cristal, uniformidad, fases secundarias, impurezas, contenido de oxígeno y defectos de las capas crecidas mediante MOD-TFA, basados en las reglas de selección específicas para el YBCO y los experimentos de dispersión Raman polarizada. Además, hemos estudiado los principales parámetros de crecimiento y su relevancia en la microestructura final y en las propiedades superconductoras. Finalmente, estudiamos el rol de la fases intermedidas en los mecanismos de nucleación y crecimiento del YBCO.

Autor: CAVALLARO ANDREA.
Año: 2004.
Universidad: AUTÓNOMA DE BARCELONA [www.uab.es].
Centro de lectura: ICAM-CSIC.
Centro de realización: ESCUELA DE POSTGRADO.

Resumen: Las cintas superconductoras de alta temperatura (HTS) han emergido como materiales prometedores para sus uso en el campo de l'energía puesto que permiten reducir a mitad el tamaño de los equipos de energía eléctrica respecto a los convencionales, reducir las pérdidas de energía, aumentar la eficacia en la generación, la transmisión y la distribución de la misma, y así la reducir el impacto ambiental. Sin embargo, diversamente de los conductores típicos, los materiales superconductores basados en óxido son frágiles, de dañado fácilmente y son así difíciles de procesar. Hasta ahora ha sido posible producir longitudes de un kilómetro de cables HTS de primera generación, para el uso en el transporte de corriente eléctrica. Las cintas superconductoras de YBCO, por ejemplo, pueden soportar altas densidades de corrientes críticas y por esto representan un candidato prometedor en el transporte de electricidad. Uno de los substratos disponibles para soportar el superconductor es un acero policristalino con una película epitaxial de YSZ en cima, YSZ(IBAD)/Stainless. El segundo que hemos utilizado es el NiO(SOE)/Ni(Rabit), una cienta de nickel previamente texturada por laminación y sucesivamente oxidata de manera controlada. Numerosas técnicas están disponible para la deposición de YBCO epitaxiale, nosotros elegimos el proceso más barato y industrialmente interesante: la técnica sol-gel. Para evitar la interacción entre el YBCO superconductor y el substrato epitaxial, evitando así la reducción de la corriente que el superconductor puede trasportar, es importante interponer un material inerte que transfiere su epitaxial al YBCO; esta clase de películas se llaman capas tampón. El objetivo principal de esta tesis ha sido optimizar el crecimiento de las capas tampón por técnica química y finalmente estudiar la deposición del YBCO por TFA sobre esas muestras optimizadas. Las capas de cerámica que hemos estudiado han sido: CeO2, BaZrO3, CaZrO3, CaZrO3, SrZrO3, SrTiO3, BaCeO3, y depositadas por el método químico: metal 2-4-beta-diketone disuelto en ácido acético, o los metale sisopropoxidos disuelto en metanol. Por depositar las soluciones precursoras hemos utilizado la técnica de spin coating. Controlando los diversos parámetros, velocidad, aceleración y la concentración de la solución obtuvimos películas homogéneas con diverso grosor. La fase de la cristalización se alcanza en un horno donde se controla l'atmósfera, la temperatura y la velocidad de calefacción. Durante esta investigación hemos adquirido un conocimiento total del acrecimiento de las películas delgada de MOD-CeO2. De una combinación de las análisis de TEM, deXRD y de RHEED observamos que el mecanismo de crecimiento tiene un comportamiento anómalo comparado con el otro material crecido con la misma técnica. En este proceso de síntesis de la ceria, la nucleation homogénea de hecho esta favorita debido al bajo valor de Tnuc./Tmel ceria (Tnuc./Tmel=0.21). Solamente los granos nucleados sobre el substrato resultan texturados. La dependencia del tamaño de grano con temperatura sigue una relación de tipo Arrhenius, características de un crecimiento 3D del grano. Los análisis de EELS revelaron una fracción significativa de C residual que adorna los límites de grano, es probable que el crecimiento del límite de grano se quede bloqueado debido a estas impurezas. Un proceso del recocido en aire a posteriores, ha demostrado la posibilidad de crecer las películas de CeO2 totalmente epitaxiales. Los análisis de EELS de tales muestras tratadas en oxígeno demuestran claramente que los límites de grano quedan limpios de las impurezas de C, desbloqueando así el crecimiento del grano. Después de un proceso largo de optimización de los parámetros de síntesis, podemos ahora controlar exactamente el crecimiento epitaxiale de la ceria. Se ha verificado que el óxido del cerio se puede crecer en YSZ(IBAD)/SS con solamente la orientación (001). Para preservar la cinta del metal contra la oxidación, el proceso op 8 timizado 6a5 se ha adaptado a la deposición sobre substrato de acero inoxidable reduciendo la temperatura de síntesis a 900ºC. Hemos optimizado también la preparación de SrTiO3(STO) y BaZrO3(BZO) sobre MgO y YSZ mono-cristales y en seguida también sobre YSZ(IBAD)/SS y NiO(SOE)/Ni. La arquitectura más prometedora resultó ser STO/BZO/NiO(SOE)/Ni. Por último depositamos YBCO por método TFA (Trifluoracéticetatos) sobre las capas tampones optimizadas. Una muestra de TFA-YBCO sobre CeO2/YSZ(IBAD)/SS preparada en aire a 900ºC en 8 h ha dado como resultado una densidad corriente crítica, Jc de 7 MA/cm2 a 5K, y 6.10 5A/cm2 a 77K. Estos valores están cerca de objetivo de un millón A/cm2 a 77K. Los experimentos sobre las capas tampón de BZO y de STO ha demostrado la posibilidad de usar este sistema doble sobre NiO(SOE)/Ni como plantilla alternativa para el crecimiento de YBCO. Alcanzando una densidad de corriente crítica deJc(5K) = 5.10 5A/cm2 con la mejor muestra deYBCO/STO/BZO/NiO(SOE)/Ni.

Autor: MENENDEZ NADAL OSCAR.
Año: 2005.
Universidad: POLITÉCNICA DE CATALUÑA [www.upc.edu].
Centro de lectura: SALA DE JUNTES-EDIFICI D4-CAMPUS NORD.
Centro de realización: EDIFICI D4 Campus NORD.

Resumen: Las bajas pérdidas y gran ancho de banda de las fibras ópticas las han convertido en el medio de transmisión utilizado en muchos sistemas de distribución de señales. En la actualidad, hablar de fibra óptica es hablar de transmisión de señales digitales. No obstante, las aplicaciones en las que se distribuyen señales analógicas también se pueden beneficiar de las características de transmisión de las fibras ópticas. Entre estas aplicaciones destacan los sistemas de distribución de televisión por cable, sistemas de 'antenna remote sensing', sistemas de comunicaciones móviles, etc. Centrándonos en el enlace ascendente de los sistemas de comunicaciones móviles, el objetivo es transportar la señal analógica captada por el cabezal receptor hasta la estación base utilizando fibra óptica. Para realizar esta transmisión se utiliza la tecnología de radio sobre fibra, que consiste en un enlace formado por un conversor electro-óptico, fibra óptica, y un conversor opto-eléctrico. El conversor electro-óptico realiza la modulación de la señal óptica utilizando como señal moduladora la señal analógica que se desea transmitir. La fibra óptica une la salida del conversor electro-óptico con la entrada del conversor opto-eléctrico, donde se recupera la señal analógica a su salida. Las bajas pérdidas de las fibras permiten, entre otras cosas, aumentar la distancia entre el cabezal y la estación base, posibilitando, por ejemplo, que un gran número de celdas estén controladas por una misma estación base, pudiendo así reducir tanto la infraestructura como el coste del sistema. En la actualidad, la mayoría de enlaces de radio sobre fibra utilizan conversores electro-ópticos que realizan una modulación de intensidad de la señal óptica, y conversores opto-eléctricos que realizan una detección directa de esta señal óptica modulada en intensidad. Existen dos tipos de conversores electro-ópticos que efectúan modulación de intensidad de la señal óptica: los conversores que utilizan modulación directa, en los cuales la señal moduladora se aplica directamente al láser a través de su corriente de alimentación para variar la potencia óptica emitida por éste, y los conversores que utilizan modulación externa, en los cuales el láser transmite una potencia óptica constante y la modulación se realiza en un dispositivo externo al láser, que en nuestro caso será un modulador electro-óptico Mach-Zehnder. Hoy en día, los moduladores travelling-wave son los más utilizados ya que su respuesta en frecuencia paso bajo los hace ideales para aplicaciones digitales. Debido a su importancia en el mercado, estos moduladores también se utilizan para aplicaciones analógicas. No obstante, en estas aplicaciones veremos que la utilización de moduladores resonantes, cuya respuesta en frecuencia está adaptada a la respuesta de las aplicaciones analógicas, permite reducir los requerimientos de potencia respecto a los moduladores travelling-wave. Por otro lado, existen cabezales receptores refrigerados que utilizan materiales superconductores de alta temperatura. Las bajas pérdidas de estos materiales permiten aumentar de forma importante la sensibilidad y la selectividad de los cabezales, posibilitando, entre otras cosas, un aumento del tamaño de las celdas con la consiguiente reducción del número de éstas y/o incremento de la capacidad del sistema. Teniendo en cuenta la ex 8 istencia 4db de estos cabezales receptores refrigerados, tanto en el estudio de los moduladores travelling-wave como de los moduladores resonantes utilizaremos tanto un conductor convencional como un superconductor de alta temperatura para la metalización de los electrodos. Hasta la fecha, los materiales superconductores han sido utilizados para mejorar las prestaciones de los moduladores travelling-wave, pero como veremos en esta tesis son los moduladores resonantes los que pueden obtener más beneficio del potencial de estos materiales, ya que sus prestaciones son muy dependientes de las pérdidas.

Autor: GONZALEZ PARADA ADRIAN.
Año: 2005.
Universidad: POLITÉCNICA DE CATALUÑA [www.upc.edu].
Centro de lectura: AULA CAPELLA-ETSEIB.
Centro de realización: COMTE D'URGELL, 187 DESPATX BA17 BARCELONA.

Autor: RUIBAL ACUÑA MAURICIO.
Año: 2005.
Universidad: SANTIAGO DE COMPOSTELA [www.usc.es].
Centro de lectura: FACULTAD DE FÍSICA.
Centro de realización: FACULTAD DE FÍSICA.

Resumen: En esta tesis se estudió el mecanismo de salto abrupto o 'quenching' que se observa en un superconductor bajo altas densidades de corriente aplicadas. Para separar sin ambigüedad el mecanismo de quenching producido por autocalentamiento de otros posibles mecanismos se midieron curvas de voltaje frente a corriente aplicada en el rango de milisegundo en micropuentes de cepas delgadas de YBa2Cu3O7-d con anchuras por debajo de la longitud de difusión térmica. Esta condición e obtuvo usando micropuentes con diferentes anchuras (comprendidas entre 5 y 100 micrómetros) y rampas escalonadas con una duración de escalón de un milisengundo. Se observó que tanto la resistividad de flux-flow como los valores de la corriente crítica (a la que comienza suavemente la disipación) eran independientes de la anchura de los micropuentes. Sin embargo, se encontró una fuerte dependencia con la anchura de la corriente y del campo eléctrico asociados al salto abrupto. Este comportamiento se consiguió explicar por medio de un mecanismo de autocalentamiento uniforme asociado con el movimiento de flujo (flux flow) conveniconal (no singular), sin la participación de cualquier otro mecanismo de quenching. Para ello se realizaron simulaciones usando en parte cálculo numérico mediante elementos finitos. De esta forma, el mecanismo de autocalentemiento uniforme se convierte en el mecanismo INTRÍNSECO de la transición abrupta para este tipo demuestras en estas condiciones experimentales.