Uma equipe de físicos liderada por Rutgers demonstrou uma maneira de conduzir eletricidade entre transistores sem perda de energia, abrindo a porta para eletrônicos de baixa potência e, potencialmente, computação quântica que seria muito mais rápida do que os computadores de hoje.

Suas descobertas, que envolveu o uso de uma mistura especial de materiais com propriedades magnéticas e isolantes, são publicados online em Física da Natureza .

"Este material, embora seja muito diluído em termos de propriedades magnéticas, ainda pode se comportar como um ímã e conduzir eletricidade a baixa temperatura sem perda de energia, "disse Weida Wu, autor sênior do estudo e professor associado do Departamento de Física e Astronomia da Rutgers University-New Brunswick. "Pelo menos em princípio, se você pode fazer funcionar em uma temperatura mais alta, você pode usá-lo para interconexões eletrônicas em chips de silício usados ​​em computadores e outros dispositivos. "

Os co-autores do estudo na China combinaram cromo e vanádio como elementos magnéticos com um isolante que consiste em bismuto, antimônio e telúrio. Quando os elétrons neste material especial estão alinhados em uma direção - como uma agulha de bússola apontando para o norte - uma corrente elétrica só pode fluir ao longo de suas bordas em uma direção, levando a perda zero de energia. Isso significa que a eletricidade pode ser conduzida entre transistores dentro de chips de silício usados ​​em computadores e outros eletrônicos com eficiência máxima.

Os chips de silício atuais usam principalmente metal para interconexões elétricas em transistores, mas isso leva a uma perda substancial de energia, Disse Wu.

Os cientistas demonstraram o alinhamento uniforme dos elétrons girando no isolador magnético especial - chamado isolador Hall anômalo quântico. Ele conduz eletricidade sem perda de energia quando a temperatura está próxima do zero absoluto:menos 459,67 graus Fahrenheit. As próximas etapas incluiriam a demonstração do fenômeno em uma temperatura muito mais alta e prática para eletrônicos, junto com a construção de uma plataforma para computação quântica.

O estudo foi liderado por Wenbo Wang, estudante de doutorado em física na Escola de Pós-Graduação de Rutgers. Os co-autores incluem cientistas da Tsinghua University e do Collaborative Innovation Center of Quantum Matter, ambos em Pequim, China.