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oxipnictida

En química, las oxipnictidas son una clase de materiales compuestos de oxígeno , un pnictógeno (grupo V, especialmente fósforo y arsénico) y uno o más elementos más. Aunque este grupo de compuestos ha sido reconocido desde 1995, [1] el interés en estos compuestos aumentó dramáticamente después de la publicación de las propiedades superconductoras de LaOFeP y LaOFeAs que fueron descubiertas en 2006 [2] y 2008. [3] [4] En estos En los experimentos, el óxido fue parcialmente reemplazado por fluoruro.

Estos y compuestos relacionados (por ejemplo, los 122 arseniuros de hierro ) forman un nuevo grupo de superconductores a base de hierro conocidos como pnictidas de hierro o ferropnictidas, ya que el oxígeno no es esencial pero el hierro parece serlo.

Las oxipnictidas se patentaron como semiconductores magnéticos a principios de 2006. [5]

Las diferentes subclases de oxipnictidas son oxinitruros , oxifosfuros , oxiarseniuros , oxiantimónidos y oxibismuturos .

Estructura

Muchas de las oxipnictidas muestran una estructura en capas. [6] Por ejemplo, LaFePO con capas de La 3+ O 2− y Fe 2+ P 3− . [2] Esta estructura es similar a la del ZrCuSiAs, que ahora es la estructura original de la mayor parte de la oxipnictida. [7]

Superconductividad

La primera oxipnictida de hierro superconductora se descubrió en 2006, a base de fósforo. [2] Se logró un aumento drástico en la temperatura crítica cuando el fósforo fue sustituido por arsénico. [3] Este descubrimiento impulsó la búsqueda de compuestos similares, como la búsqueda de superconductores basados ​​en cuprato después de su descubrimiento en 1986.

La superconductividad de las oxipnictidas parece depender de las capas de hierro-pnictógeno.

En 2008 se descubrió que algunos eran superconductores de alta temperatura (hasta 55 K) de composición ReOTmPn, donde Re es una tierra rara , Tm es un metal de transición y Pn es del grupo V, por ejemplo, As. [8]

Las pruebas en campos magnéticos de hasta 45 teslas [15] [16] sugieren que el campo crítico superior de LaFeAsO 0,89 F 0,11 puede estar alrededor de 64 T. Un material diferente a base de lantano probado a 6 K predice un campo crítico superior de 122 T en La 0,8 K 0,2 FeAsO 0,8 F 0,2 . [10]

Uso práctico

Debido a la fragilidad de las oxipnictidas, se forman cables superconductores mediante el proceso de polvo en tubos (utilizando tubos de hierro). [17]

Ver también

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Referencias

  1. ^ Zimmer, Bárbara I.; Jeitschko, Wolfgang; Albering, Jörg H.; Glaum, Robert; Reehuis, Manfred (1995). "Los óxidos de fosfuro de metales de transición de tierras tasadas LnFePO, LnRuPO y LnCoPO con estructura tipo ZrCuSiAs". Revista de Aleaciones y Compuestos . 229 (2): 238–242. doi :10.1016/0925-8388(95)01672-4.
  2. ^ abc Kamihara, Y; Hiramatsu, H; Hirano, M; Kawamura, R; Yanagi, H; Kamiya, T; Hosono, H (2006). "Superconductor en capas a base de hierro: LaOFeP". Mermelada. Química. Soc . 128 (31): 10012–10013. doi :10.1021/ja063355c. PMID  16881620.
  3. ^ ab Takahashi, H; Igawa, K; Arii, K; Kamihara, Y; Hirano, M; Hosono, H (2008). "Superconductividad a 43 K en un compuesto estratificado a base de hierro LaO 1−x F x FeAs". Naturaleza . 453 (7193): 376–378. Código Bib :2008Natur.453..376T. doi : 10.1038/naturaleza06972. PMID  18432191. S2CID  498756.
  4. ^ Día, Charles (2008). "Nueva familia de compuestos superconductores a base de hierro cuaternario a decenas de kelvin". Física hoy . 61 (5): 11-12. Código bibliográfico : 2008PhT....61e..11D. doi : 10.1063/1.2930719.
  5. ^ H. Hosono y col. (2006) Material semiconductor magnético Solicitud de patente europea EP1868215
  6. ^ Ozawa, TC; Kauzlarich, SM (2008). "Química de óxidos de pnictida de d-metal en capas y su potencial como candidatos a nuevos superconductores". Ciencia. Tecnología. Adv. Materia . 9 (3): 033003. arXiv : 0808.1158 . Código Bib : 2008STAdM...9c3003O. doi :10.1088/1468-6996/9/3/033003. PMC 5099654 . PMID  27877997. 
  7. ^ Tegel, Marco; Bichler, Daniel; Johrendt, Dirk (2008). "Síntesis, estructura cristalina y superconductividad de LaNiPO". Ciencias del Estado Sólido . 10 (2): 193–197. Código Bib : 2008SSSci..10..193T. doi :10.1016/j.solidstatesciences.2007.08.016.
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  9. ^ abcd Ishida, Kenji; Nakai, Yusuke; Hosono, Hideo (2009). "Hasta qué punto se han aclarado los nuevos superconductores de hierro-pnictida: un informe de progreso". J. Física. Soc. Japón . 78 (6): 062001. arXiv : 0906.2045 . Código Bib : 2009JPSJ...78f2001I. doi :10.1143/JPSJ.78.062001. S2CID  119295430.
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  12. ^ Ren, ZA; Yang, J.; Lu, W.; Yi, W.; Che, GC; Dong, XL; Sol, LL; Zhao, ZX (2008). "Superconductividad a 52 K en compuesto cuaternario en capas dopado con F a base de hierro Pr [O 1 – x F x ] FeAs". Innovaciones en la investigación de materiales . 12 (3): 105. arXiv : 0803.4283 . Código Bib : 2008MatRI..12..105R. doi :10.1179/143307508X333686. S2CID  55488705.
  13. ^ Yang, Jie; Li, Zheng-Cai; Lu, Wei; Yi, Wei; Shen, Xiao-Li; Ren, Zhi-An; Che, Guang-Can; Dong, Xiao-Li; Sol, Li-Ling; et al. (2008). "Superconductividad a 53,5 K en GdFeAsO 1−δ ". Ciencia y tecnología de superconductores . 21 (8): 082001. arXiv : 0804.3727 . Código Bib : 2008SuScT..21h2001Y. doi :10.1088/0953-2048/21/8/082001. S2CID  121990600.
  14. ^ Ren, Zhi-An; Che, Guang-Can; Dong, Xiao-Li; Yang, Jie; Lu, Wei; Yi, Wei; Shen, Xiao-Li; Li, Zheng-Cai; Sol, Li-Ling; Zhou, colmillo; Zhao, Zhong-Xian (2008). "Superconductividad y diagrama de fases en óxidos de arsénico a base de hierro ReFeAsO 1−δ (Re = metal de tierras raras) sin dopaje con flúor". EPL . 83 (1): 17002. arXiv : 0804.2582 . Código Bib : 2008EL..... 8317002R. doi :10.1209/0295-5075/83/17002. S2CID  96240327.
  15. ^ "Los superconductores de alta temperatura allanan el camino para los 'superimanes'". planeta analógico. 29 de mayo de 2008.[ enlace muerto permanente ]
  16. ^ Caza, F; Jaroszynski, J; Gurevich, A; Larbalestier, DC; Jin, R; Sefat, AS; McGuire, MA; Ventas, antes de Cristo; Christen, DK; Mandrus, D (2008). "Superconductividad de dos bandas en LaFeAsO 0,89 F 0,11 en campos magnéticos muy altos". Naturaleza . 453 (7197): 903–905. arXiv : 0804.0485 . Código Bib :2008Natur.453..903H. doi : 10.1038/naturaleza07058. PMID  18509332. S2CID  115211939.
  17. ^ Gao, Zhaoshun; Wang, Lei; Qi, Yanpeng; Wang, Dongliang; Zhang, Xianping; Ma, Yanwei (2008). "Preparación de alambres LaFeAsO 0,9 F 0,1 mediante el método de polvo en tubo". Ciencia y tecnología de superconductores . 21 (10): 105024. Código bibliográfico : 2008SuScT..21j5024G. doi :10.1088/0953-2048/21/10/105024. S2CID  122471407.

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