Fluctuaciones térmicas en la conductividad de superconductores de alta temperatura en presencia de campos magnéticos

Una de las características más interesantes de los materiales superconductores de tipo II es la que se observa en las proximidades de la transición entre los estados normal y superconductor y que consiste en la ocurrencia de nuevos canales de transporte de super- partículas aún en el estado normal. A este fenómeno, conocido como fluctuaciones termodinámicas, pertenecen varios tipos de efectos observables en los óxidos superconductores de alta temperatura crítica, a los cuales se puede acceder mediante mediciones de propiedades de equilibrio y de transporte. No obstante la relativa facilidad para obtener información al respecto de la evidencia experimental de este fenómeno, la comprensión de los mecanismos físicos que lo originan no es frecuentemente explícita en la literatura.El objetivo de este artículo es la presentación de las causas, de las consecuencias y de algunas evidencias experimentales del efecto de las fluctuaciones térmicas en la conductividad eléctrica, en presencia de campos magnéticos, en materiales superconductores de alta temperatura crítica.One very interesting characteristic of the type II superconductor materials is observed in the neighborhood of the transition between normal and superconductor states, which is related with the occurrence of new transport channels of superparticles still in the normal phase. This phenomenon is known as thermodynamic fluctuations and is conformed by some types of observable effects in the high temperature oxides. These are experimentally accessible by measurements of equilibrium and transport properties. Although it is relatively easy t o obtain information of the experimental evidence of this phenomenon, the understanding of the physical mechanisms involved is not frequently explicit in the literature. The aim of this article is to present the origin, the consequences and any experimental evidences of the effects of thermal fluctuations in the electric conductivity, on the magnetic fields application, in high critical temperature superconductors

Tunable ferrimagnetic-antiferromagnetic response by the inclusion of Fe in the gadolinium-based manganite GdMnO3

En este trabajo es reportado el proceso de síntesis, la estructura cristalina y el comportamiento magnético del gadolinio manganita con sustituciones de Fe en las posiciones Mn del material GdMn1-xFexO3 (x = 0, 0.1, 0.2). Las muestras fueron sintetizadas por medio del método convencional de reacción en estado sólido. La caracterización estructural de los compuestos finales se analizó mediante refinamiento de Rietveld, el cual reveló su cristalización en una simetría ortorrómbica perteneciente al grupo espacial Pbnm (No. 62). Los resultados revelan que los parámetros de red a y c y el volumen de la celda aumentan, mientras que el parámetro de la red b y el volumen de la celda disminuyen con la sustitución de Fe. El efecto principal en la estructura está relacionado con las posiciones de oxígeno, es decir, con las distorsiones y rotaciones octaédricas. Las mediciones de susceptibilidad DC, en el régimen de temperatura entre 4 K y 300 K bajo la aplicación de un campo externo de 200 Oe, muestran una característica paramagnética a altas temperaturas para todos los valores estudiados de concentración x, con transiciones magnéticas asociadas a un estado magnético ordenado a bajas temperaturas (21,8 K <T <25,2 K). Entretanto, se observa la ocurrencia de una transición ferrimagnética para x = 0.1 cerca de T=30.7 K. Para explicar la aparición de ferrimagnetismo en esta configuración, se sugiere un modelo en el cual se propone la generación de un desequilibrio en la estructura magnética de GdMnO3 (antiferromagnético tipo A) debido a la introducción de un ion Fe3+ en cada par de celdas unitarias consecutivas. El momento magnético efectivo obtenido concuerda con el valor reportado para el material con x = 0.0, confirmando el comportamiento ferrimagnético para esta concentración de Fe3+ en la estructura.In this work a study of the synthesis process, crystal structure and magnetic behavior of gadolinium manganite with Fe substitutions in Mn positions of GdMn1-xFexO3 (x=0, 0.1, 0.2) is reported. The samples were synthetized by the conventional solid-state reaction method. Structural characterization of final compounds was analyzed by Rietveld refinement, which revealed its crystallization in an orthorhombic symmetry belonging to the Pbnm (No. 62) space group. Results reveal that a and c cell parameters and the unit cell volume increase, while the lattice parameter b and the cell volume decrease with Fe substitution. The main effect in the structure is related to oxygen positions, i.e. in the octahedral distortions and rotations. DC susceptibility measurements, in the temperature regime between 4 K and 300 K on the application of an external field of 200 Oe, show a paramagnetic feature at high temperatures for all x studied values, with magnetic transitions associated to a magnetic ordered state at low temperatures (21.8 K < T < 25.2 K). Meanwhile, a ferrimagnetic transition is detected for x=0.1 close to T=30.7 K. In order to explain the appearance of ferrimagnetism for this configuration, a model is suggested where an imbalance in the magnetic structure of GdMnO3 (type-A antiferromagnetic) generated due to the introducing a Fe3+ ion in each pair consecutive unit cells is proposed. The effective magnetic moment obtained agrees to the reported value for the material with x=0.0, confirming the ferrimagnetic behavior for this concentration of Fe3+ in the structure

Electric, morphologic and structural characterization of LaBi Fe Ti O synthesized by solid state reaction

En este trabajo se muestra la síntesis estructural caracterización morfológica, eléctrico y magnético de LaBi Fe Ti O obtenido 5 2 3 18 por el método de reacción en estado sólido. De 99,9 % de los óxidos puros La O , Fe O , TiO y Bi O se mezclaron en 2 3 3 4 2 2 3 proporciones estequiométricas y luego se sometieron a un proceso térmico. La caracterización estructural de la muestra se realizó por medio de difracción de rayos x método (DRX ) , incluso mediante refinamiento Rietveld utilizando código GSAS , encontrando que el material es un sistema cristalino ortorrómbico con grupo espacial F2mm_ º 42 , tipo de estructura Aurivillius pertenece al espacio grupo con los parámetros celulares ( Å ) a = 5,457922 ± 0,000458 , b = 5 , 456,259 ± 0,000434 , c = 50,068798 ± 0,003965 . A través de micrografías de microscopía electrónica de barrido y los espectros EDS, evidencia la granularidad y confirma la presencia de los elementos en la muestra después de haber sido sometido a diversos procesos térmicos. La respuesta ferroeléctrico del material se determina a partir de curvas de polarización como una función del campo eléctrico aplicado y los resultados muestran que el compuesto demuestra un comportamiento de histéresis ferroeléctrico a temperatura ambiente

Electric, morphologic and structural characterization of LaBi Fe Ti O synthesized by solid state reaction

En este trabajo se muestra la síntesis estructural caracterización morfológica, eléctrico y magnético de LaBi Fe Ti O obtenido 5 2 3 18 por el método de reacción en estado sólido. De 99,9 % de los óxidos puros La O , Fe O , TiO y Bi O se mezclaron en 2 3 3 4 2 2 3 proporciones estequiométricas y luego se sometieron a un proceso térmico. La caracterización estructural de la muestra se realizó por medio de difracción de rayos x método (DRX ) , incluso mediante refinamiento Rietveld utilizando código GSAS , encontrando que el material es un sistema cristalino ortorrómbico con grupo espacial F2mm_ º 42 , tipo de estructura Aurivillius pertenece al espacio grupo con los parámetros celulares ( Å ) a = 5,457922 ± 0,000458 , b = 5 , 456,259 ± 0,000434 , c = 50,068798 ± 0,003965 . A través de micrografías de microscopía electrónica de barrido y los espectros EDS, evidencia la granularidad y confirma la presencia de los elementos en la muestra después de haber sido sometido a diversos procesos térmicos. La respuesta ferroeléctrico del material se determina a partir de curvas de polarización como una función del campo eléctrico aplicado y los resultados muestran que el compuesto demuestra un comportamiento de histéresis ferroeléctrico a temperatura ambiente

Ab-initio analysis of magnetic, structural, electronic and thermodynamic properties of the Ba2TiMnO6 manganite

Perovskite-like materials, which include magnetic elements, have relevance because their technological perspectives of applications in the spintronics industry. In this work, the magnetic, structural, electronic and thermodynamic properties of the Ba2TiMnO6 of the perovskite-like manganite are investigated. Calculations are carried out through the Full-Potential Linear Augmented Plane Wave method (FP-LAPW) within the framework of the Density Functional Theory (DFT) with exchange and correlation effects in the Generalized Gradient (GGA) and Local Density (LDA) approximations, including spin polarization. From the minimization of energy as a function of volume using the Murnaghan’s state equation the equilibrium lattice parameter and cohesive properties of this compound were obtained. The study of the electronic structure was based in the analysis of the electronic density of states (DOS), and the band structure, showing that this compound evidences an effective magneticmoment of 3.0 μB. The pressure and temperature dependence of specific heat, entropy, thermal expansion coefficient, Debye temperature and Grüneisen parameter were calculated by DFT from the state equation using the quasi-harmonic model of Debye. A specific heat behavior CV≈CP was found at temperatures below T = 400 K, with Dulong-Petit limit values, which are quite higher than those, reported for simple perovskites.Los materiales de tipo perovskita que incluyen elementos magnéticos son relevantes debido a sus perspectivas de aplicabilidad tecnológica en la industria de la espintrónica. En este trabajo fueron investigadas las propiedades magnéticas, estructurales, electrónicas y termodinámicas de la manganita de tipo perovskita Ba2TiMnO6. Los cálculos fueron realizados a través del método del potencial de ondas planas aumentadas y linealizadas (FP-LAPW), en el marco de la Teoría del Funcional Densidad (DFT), con efectos de intercambio y correlación en las aproximaciones de gradiente generalizado (GGA) y de densidad local (LDA), incluyendo polarización de espín. A partir de la minimización de la energía en función del volumen, usando la ecuación de estado de Murnaghan se obtuvieron los parámetros de equilibrio de la red las propiedades de cohesión de este compuesto. El estudio de la estructura electrónica se basó en el análisis de la densidad de estados (DOS) y la estructura de bandas, mostrando que este compuesto evidencia un momento magnético efectivo de 3.0 μB. la dependencia con la temperatura y la presión del calor específico, la entropía, el coeficiente de expansión térmica, la temperatura de Debye y el parámetro de Grüneisen fueron calculados mediante DFT a partir de la ecuación de estado, usando el modelo cuasi-armónico de Debye. Se encontró que el calor específico CV≈CP para temperaturas por debajo de T = 400 K, con un límite de Dulong-Petit relativamente mayor que el reportado para perovskitas simples

Estudio AB-Initio de las propiedades estructurales y electrónicas de la doble Perovskita Ba2InTaO6

Los materiales de tipo Perovskita doble con fórmula genérica A2BB’O6 han sido ampliamente estudiados en los últimos años debido a su gran versatilidad, la cual permite la inclusión de iones de tipo alcalino térreo en los sitios A de la estructura y metales de transición en los sitios B y B’, dando origen a diversas propiedades físicas que redundan en múltiples aplicaciones industriales. En este trabajo estudiamos las propiedades estructurales y electrónicas del compuesto Ba2InTaO6, el cual es de particular interés ya que dichos sistemas podrían aplicarse en el desarrollo de resonadores dieléctricos y filtros para señal de microondas en teléfonos móviles y otros dispositivos inalámbricos, entre otras. Mediante modelamiento computacional ab-initio, basado en la Teoría de Funcional Densidad (DFT), y partiendo de la estructura de grupo espacial Fm-3m, evaluamos los parámetros de red, las energías de equilibrio y la ecuación de estado entre otras cantidades. La minimización de la energía en función del volumen permite la obtención de un parámetro de red de 15.861 Bohr. Los resultados de la Densidad de Estados Electrónicos (DOS) muestran que la doble Perovskita Ba2InTaO6 tiene un gap indirecto de ~ 4.25 eV.Palabras clave: Doble Perovskita, AB-Initio, estructura electrónica.Abstract The double Perovskites materials with the formula A2 BB’O6 has been studied thoroughly in the past years due to its versatility, which allow to include the alkaline earth ions in A sites and transition metals in B and B’sites, giving origin to several physical properties with various industrials applications. In this work the structural and electronic properties of Ba2 InTaO6 are studied, material that is particularly interesting due to its possible application to the development of dielectric resonators and microwave signal filters on mobile phones and other wireless devices. Using ab-initio computational model, based on the Density Funtional Theory (DFT), and starting from spacial group Fm-3m, we calculate lattice parameters, equilibrium energies and equations of state among other quantities. The energy minimization as a function of volume allows to obtain a attice constant of 15.861 Bohr. The results of electronic density of states (DOS) show that the double Perovskite Ba2 InTaO6 has an indirect gap of ~ 4.25 eV.Keywords: Double Perovskites, Ba2 InTaO6 , DFT, Electronic structur

DFT Calculation of Electronic Structure for the CaLaBaCu3O7 Superconducting Perovskite

Se reportan las propiedades estructurales y electrónicas de la perovskita  en la fase cristalográfica tetragonal. Este material tiene un carácter superconductor con una temperatura crítica alrededor de 80 K. En el compuesto , la transición tetragonal a ortorrómbico no aparece cuando se disminuye el contenido de oxígeno, como ocurre en el caso del . A pesar de su importancia, son pocos los cálculos teóricos de la estructura electrónica y de bandas de energía para esta familia de perovskitas. Se presentan los posibles mecanismos superconductores en el plano de  y cadenas O, en este tipo de material. Los cálculos se realizaron para el compuesto en el estado normal por medio del método FP-LAPW, en la aproximación GGA, siempre dentro del formalismo de la teoría del funcional de densidad (DFT). En primer lugar, el estudio consistió en encontrar la energía del compuesto, el volumen óptimo y el módulo de volumen. También se optimizó la relación c/a, donde a y c son los parámetros de red de la celda cristalográfica tetragonal. A partir de estos resultados, se llevó a cabo un estudio detallado de las propiedades electrónicas para este material. El objetivo de esta investigación es la determinación de las relaciones de dispersión y el cálculo de la densidad de los estados (DOS). También se determinó la proyección de la DOS en los orbitales atómicos. Se concluye que el orden de Cu y los átomos de oxígeno en los planos estructurales  son importantes para el comportamiento superconductor del .Palabras clave: DFT, estructura electrónica, superconductor de alta temperatura, CaLaBaCu3O7

Materiales compuestos de matriz polimérica usados para el blindaje de interferencia electromagnética

This work aims at revising the state of the art in the synthesis and characterization of polymer/ferrites or polymer/carbon based composites used as EMI shielding materials. In recent years, such composites have been subject of research not only due to their potential technological applications and economy advantages, but also because they are environmentally friendly since some recycled materials such as some plastics and rubbers may be used for their production. Composites of this kind are used in different applications such as magnetic and microwave absorption, transducers manufacturing and biomedical applications like targeted drug delivery, labeling organs, magnetic hyperthermia, among many other things. Fillers of different shapes are used to produce these kinds of composites. Particles, fibers or sheets from several materials can be employed as matrices; for example, thermoplastic or thermoset polymers, synthetic or natural rubbers. It was found that the production method (melt-lending, solution processing, etc.) influenced the electric, magnetic and electromagnetic properties of the composite material due to the aspect ratio of the fillers: fillers with high aspect ratios result in composites with improved electrical, magnetic and better EMI shielding performance. The electromagnetic shielding for these materials is quantified through the shielding effectiveness (SE) or by the reflective loss (RL). A shielding effectiveness of 30 dB corresponds to a 99.9% of electromagnetic attenuation. It was proved that the composite properties depend on the filler content within the matrix.Este trabajo tiene como propósito revisar el estado del arte en la síntesis y caracterización de materiales de matriz polimérica reforzados con compuestos a base de carbón o ferritas para su uso como materiales atenuadores de interferencia electromagnética (EMI). Recientemente, este tipo de materiales han sido objeto de investigación debido a sus potenciales aplicaciones tecnológicas, economía y de ser además ambientalmente amigables, puesto que polímeros o cauchos reciclados se pueden utilizar para su fabricación. Estos compuestos pueden ser empleados en la producción de blindajes electromagnéticos, transductores, entrega focalizada de medicamentos, marcación de órganos, hipertermia magnética, etc. Para la fabricación de este tipo de materiales compuestos se usan refuerzos particulados, fibras o láminas y como matrices polímeros termoplásticos o termoestables, cauchos sintéticos o naturales. El método de producción de los compuestos (mezcla fundida, métodos químicos, etc.) influye en las propiedades eléctricas, magnéticas y electromagnéticas del material obtenido, debido a la relación de aspecto de los refuerzos: compuestos con elevada relación de aspecto de sus refuerzos tendrán mejores propiedades magnéticas, eléctricas y desempeño frente a la interferencia electromagnética. El blindaje electromagnético de estos materiales se cuantifica a través de la efectividad del blindaje (SE) o en otros casos a través de la pérdida reflectiva (RL). Una efectividad de blindaje de 30 dB corresponde a 99,9% de atenuación de la radiación electromagnética incidente. En todos los trabajos se comprueba que las propiedades del compuesto dependen de la cantidad y del tipo de refuerzo adicionado a la matriz