Effect of yttrium doping on structural and electrical properties of Bi2Sr1.9Ca0.1−xYxCu2O7+δ (Bi-2202) cuprate ceramics

En este trabajo se describe el efecto del dopado con Y+3 en la estructura y las propiedades mecánicas y eléctricas de la fase Bi-2202. Las muestras de Bi2Sr1.9Ca0.1-xYxCu2O7+δ, con x = 0, 0,025, 0,05, 0,075 y 0,10, se prepararon en aire por reacción en estado sólido y fueron caracterizadas por medio de difracción de rayos X (XRD), microscopia electrónica de barrido (SEM) combinada con espectroscopia EDS, densidad, microdureza Vickers y resistividad eléctrica. Se ha obtenido una buena correlación entre las modificaciones en densidad y microdureza inducidas por el dopado. Las micrografías han mostrado que las muestras están formadas por granos laminares, lo que es típico en los superconductores basados en Bi. El análisis cuantitativo realizado con el EDS ha confirmado la disminución en el contenido de Ca y el aumento de Y, cuando se aumenta el valor de x. Las variaciones de la resistividad eléctrica en función de la temperatura mostraron que solo las muestras con x = 0,025 y 0,05 Y presentaban una transición al estado superconductor. La mayor temperatura de transición se ha obtenido en las muestras con x = 0,025, alcanzando 93,62 K. La transición es ancha y se realiza en 2 pasos, lo que confirma la presencia de la fase de baja Tc, Bi-2201, en las muestras. Para x = 0,075 y 0,10 se observa una transición a un estado semiconductor a bajas temperaturas. Se han extraído y discutido algunos parámetros físicos relevantes de esas curvas.