¿Los átomos de oxígeno causan superconductividad a alta temperatura?

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Los átomos de oxígeno son relevantes para la superconductividad en varios superconductores, algunos con alta temperatura de transición superconductora (Tc). Esto no significa necesariamente que causen la superconductividad.

El oxígeno se encuentra en superconductores de alta temperatura de óxido de cobre (cupratos), en algunas familias de superconductores de alta temperatura a base de hierro (por ejemplo, LaFePO), y en superconductores de perovskita de óxido (por ejemplo, SrTiO3, (Ba, K) BiO3, Ba (Pb, Bi ) O3), algunos de los cuales tienen un Tc razonablemente alto. Todos estos materiales pueden acomodar una cantidad variable de oxígeno, ligeramente alejado de la estequiometría nominal, que puede ajustar la concentración del portador. La temperatura de transición superconductora es una función de la concentración del portador en todos los superconductores enumerados anteriormente y, en ese sentido, el oxígeno puede afectar la superconductividad. De hecho, ajustar Tc con oxígeno es atractivo en el sentido de que no necesariamente se necesita sintetizar una nueva muestra para hacerlo; simplemente puede recocer un solo espécimen en un ambiente apropiado.

Ahora, para que el oxígeno cause superconductividad a alta temperatura, sería a través de vibraciones colectivas (fonones) de átomos de oxígeno que se acoplan a los electrones para producir pares de Cooper que luego ganan coherencia de fase para producir un superconductor. De los sistemas de materiales enumerados anteriormente, solo se piensa que las perovskitas de óxido tienen un mecanismo mediado por fonones (en el que se puede pensar que las vibraciones de oxígeno causan la superconductividad (el oxígeno se distingue de los otros elementos en el fórmula química porque es la más ligera y, por lo tanto, establece la frecuencia máxima de vibración). Se cree que los superconductores de alta temperatura basados ​​en cuprate y hierro tienen un mecanismo superconductor “no convencional” en el que los fonones no son los principales culpables, por lo que el oxígeno no causa superconductividad allí.