La inigualable conducció del corrent elèctric sense pèrdues dels materials superconductors d'alta temperatura (HTS, per les sigles en anglès) segueix impulsant la investigació en materials com el YBa₂Cu₃O_7−𝛿 (YBCO), amb l'objectiu d'obrir noves oportunitats d'aplicació. Tanmateix, els costos de producció i la capacitat de fabricació dels conductors revestits d'HTS (els CCs) comercialitzats segueixen sent un obstacle per a la seva adopció a nivell mundial. El creixement transitori assistit per líquid (abreujat TLAG en anglès) és un procés fora de l'equilibri desenvolupat a l'ICMAB que presenta una taxa de creixement ultraràpida i que, quan es combina amb la deposició de solució química (CSD), es perfila com un candidat prometedor per reduir la relació cost/rendiment dels superconductors de YBCO.

L'article publicat recentment a Advanced materials demostra el paper clau que juga la composició del líquid transitori - especialment la proporció de bari i coure (Ba:Cu) a l'òxid Ba-Cu-O - en la nucleació i el creixement de pel·lícules epitaxials superconductores de YBCO. La caracterització avançada in situ del procés de creixement mitjançant difracció de raigs X de sincrotró, juntament amb investigacions multiparamètriques de la nanoestructura (microscòpia electrònica de transmissió) i del rendiment físic, ha estat clau per obtenir pel·lícules de YBCO d'alt rendiment. La fabricació de conductors de YBCO amb alta productivitat mitjançant el procés TLAG fomentarà l'ús de materials HTS en aplicacions energètiques a gran escala, com els reactors de fusió.

Una investigació col·laborativa

La història d'aquesta investigació, duta a terme en col·laboració entre l'ICMAB i el Sincrotró ALBA, s'emmarca dins de la creació del Laboratori Conjunt CSIC-ALBA per a la Transició Energètica, finançat per ALBA i el CSIC en el context de la plataforma PTI+ Trans-Ener. Els experiments inicials es van realitzar al sincrotró SOLEIL, prop de París, i posteriorment es va instal·lar una plataforma més completa a ALBA, que permet el seu ús en diverses línies de llum, com NCD-SWEET o CLAESS.

Aquesta plataforma s'ha convertit en una instal·lació única utilitzada per usuaris de tot el món per analitzar in situ processos de creixement i transformacions de fase sota temperatures i pressions d'oxigen variables, amb uns temps d'adquisició molt ràpids. És una experiència correlativa, ja que a més de les dades obtingudes gràcies a la llum de sincrotró, el sistema realitza simultàniament mesures de conductivitat elèctrica i anàlisi per espectrometria de masses dels gasos d'escapament.

La col·laboració establerta es completa amb aportacions de personal investigador de la Universitat de Girona i amb l'ús del JEMCA, el centre conjunt de microscòpia electrònica ubicat a ALBA. Aquest article és un primer exemple de les potents capacitats d'aquesta nova plataforma que ara s'està utilitzant per fer anàlisis sistemàtiques de diversos materials superconductors d'alta temperatura.