En busca de la superconductividad: Explorando los diamantes dopados con boro

Se ha examinado el comportamiento de diamantes que han sido irradiados con iones de boro y se ha explorado sus posibles aplicaciones.

Representación visual de la trayectoria de los iones de boro acelerados atravesando la estructura cristalina del diamante, creando espacios vacíos y depositándose en capas internas (Foto: Andrés Redondo)

Los investigadores R.J. Jiménez-Riobóo, N. Gordillo, A. de Andrés, A. Redondo-Cubero, M. Moratalla, M.A. Ramos del Centro de Microanálisis de Materiales (CMAM) de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) y del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM) han llevado a cabo un estudio sobre los efectos de la irradiación con iones de boro en diamantes, así como su capacidad de recuperación térmica.

Un estudio publicado en la revista ‘Carbon’ descubrió el daño causado a los cristales de diamante al ser irradiados con iones acelerados a altas energías, seguido de su recuperación al calentar los diamantes a una temperatura de 1000 °C.

Los investigadores utilizaron cristales de diamante de alta pureza y los irradiaron con iones de boro en un acelerador y analizaron las consecuencias a nivel microscópico mediante espectroscopía Raman a escala micrométrica.

Aunque no se formó la superconductividad en las muestras de diamante dopadas con boro en este estudio, los resultados obtuvieron información valiosa sobre el comportamiento de los diamantes irradiados y sus posibles aplicaciones en la ciencia de materiales.

Asimismo, utilizaron un acelerador de iones para crear microestructuras de diamante con boro implantado, trataron estas muestras con un microhaz de iones de boro de alta energía para penetrar en ellas. 

Durante el proceso, descubrieron que a medida que aumenta la cantidad de boro, el carbono se desplaza a sitios intersticiales fuera de la ruta de implantación, y también se observa un aumento en la fracción de carbono amorfo dentro de la ruta de irradiación.

Sin embargo, los autores del estudio no observaron la transición hacia la superconductividad en ninguna de las muestras, incluso al enfriarlas hasta una temperatura de 2 Kelvin.

Finalmente, la investigación concluye que la falta de curación completa de la red cristalina del diamante y la ubicación intersticial del boro podrían ser los factores que explican por qué las muestras dopadas óptimamente no exhiben superconductividad.