Setembro passado, O químico e designer de instrumentos do CIRES, Don David, e seus colegas Dave Pappas e Xian Wu, do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia, descobriram uma nova e poderosa combinação de metal laminado que superconduz em temperaturas facilmente atingidas - pavimentando o caminho para as próximas etapas críticas no desenvolvimento do corte. supercomputadores de ponta. David e seus colegas acabaram de publicar a nova receita:uma camada ultrafina de rênio imprensada entre camadas de ouro, cada um medindo 1/1000 do diâmetro de um cabelo humano que pode superconduzir em temperatura crítica acima de 6 Kelvin.

"A magnitude da temperatura crítica foi inesperada, "disse Don David, diretor do CIRES Integrated Instrument Development Facility e co-autor em artigo publicado esta semana em Cartas de Física Aplicada . "Há um tempo que pensávamos em maneiras de conferir propriedades supercondutoras aos filmes de ouro e cobre, e ficamos surpresos com o quão robusta e eficaz era a fina camada de Re galvanizado. "

Um supercondutor é um material com resistência elétrica zero quando resfriado a uma temperatura crítica. Essa temperatura geralmente é extremamente baixa e cara de se obter. O rênio galvanizado da equipe atende às características ideais desejadas para uso em placas de circuito para ultra-rápido, aplicativos de computação de última geração:supercondutor em superior, temperaturas críticas mais fáceis de alcançar, fácil de trabalhar mecanicamente, não tóxico, e derrete em altas temperaturas. A nova descoberta já está chamando a atenção de gigantes internacionais da computação.

Galvanoplastia, o processo passando uma corrente elétrica através de uma solução aquosa de um metal dissolvido para criar um revestimento de metal em um objeto submerso, é algo que David faz quase diariamente. O trabalho de David está em alta demanda na comunidade de pesquisa:ele e sua equipe apóiam a ciência por meio de instrumentos de galvanização, como ótica de partículas carregadas e componentes para aplicações criogênicas, e neste caso, placas de circuito para uma equipe do NIST. Eles estavam procurando por um revestimento de metal que pudesse ser supercondutor para o Grupo de Processamento Quântico de Pappas no NIST. A equipe tentou sem sucesso uma combinação de números, então, um dia, o colega de David no NIST, Xian Wu, sugeriu que experimentassem o rênio:um Vestígio de metal, com um alto ponto de fusão, frequentemente usado na construção de turbinas de motores a jato.

A equipe testou a resistência elétrica, e ficamos felizes em vê-lo superconduzir até 6K, bem acima da temperatura de ebulição do hélio líquido (4,2 K). A equipe agora está investigando o papel da incorporação de hidrogênio, interfaces, e tensão na temperatura supercondutora aumentada. Mas seja qual for o motivo do aprimoramento, ser capaz de galvanizar um supercondutor é um passo gigante na criação de alto desempenho de amanhã, computadores supercondutores.

Dentro de cada computador existe uma placa de circuito:uma prancha eletrônica gravada com milhares de caminhos condutores. Pulsos de informações elétricas chamados "bits" se multiplicam rapidamente, execução das funções do computador. Em computadores normais, esses pulsos elétricos são impedidos pelo material que compõe a placa - a resistência elétrica desacelera os elétrons correndo pelo circuito, e a energia desperdiçada se transforma em calor. Mas com um supercondutor, há literalmente zero resistência elétrica, então não há aquecimento. Essa eficiência resultará em sistemas de computador extremamente rápidos e poderosos.

Supercondutores não são novos, mas o novo artigo apresenta evidências de que o rênio galvanizado pode ser o melhor material encontrado até hoje para a construção de placas de circuito de computador supercondutoras. Muitos outros materiais supercondutores, como mercúrio ou chumbo, são difíceis de trabalhar mecanicamente, têm propriedades de solda ruins, ou derreter em temperaturas muito baixas. Ainda mais impressionante, o processo de galvanoplastia seria facilmente ampliado para a produção em massa, Disse David.

A equipe solicitou uma patente provisória, e seu trabalho já despertou o interesse de vários gigantes da tecnologia e patrocinadores do governo.