Os supercondutores são a chave para o fluxo de corrente sem perdas. No entanto, a realização de diodos supercondutores só recentemente se tornou um importante tópico de pesquisa fundamental. Uma equipe de pesquisa internacional envolvendo o físico teórico Mathias Scheurer da Universidade de Innsbruck conseguiu agora alcançar um marco:a realização de um efeito de diodo supercondutor sem um campo magnético externo, comprovando assim a suposição de que supercondutividade e magnetismo coexistem. Eles relatam isso em Nature Physics .
Fala-se de um efeito de diodo supercondutor quando um material se comporta como um supercondutor em uma direção do fluxo de corrente e como um resistor na outra. Em contraste com um diodo convencional, esse diodo supercondutor exibe uma resistência completamente nula e, portanto, sem perdas na direção direta. Isso poderia formar a base para a futura eletrônica quântica sem perdas. Os físicos conseguiram criar o efeito de diodo pela primeira vez há cerca de dois anos, mas com algumas limitações fundamentais. “Naquela época, o efeito era muito fraco e era gerado por um campo magnético externo, o que é muito desvantajoso em potenciais aplicações tecnológicas”, explica Mathias Scheurer, do Instituto de Física Teórica da Universidade de Innsbruck.

Os novos experimentos realizados por físicos experimentais da Brown University, descritos na edição atual da Nature Physics , não requerem um campo magnético externo. Além das vantagens relevantes de aplicação acima mencionadas, os experimentos confirmam uma tese previamente teorizada por Mathias Scheurer:a saber, que supercondutividade e magnetismo coexistem em um sistema composto por três camadas de grafeno torcidas uma contra a outra. O sistema gera virtualmente seu próprio campo magnético interno, criando um efeito de diodo.

"O efeito do diodo observado por colegas da Brown University também foi muito forte. Além disso, a direção do diodo pode ser revertida por um simples campo elétrico. Juntos, isso torna o grafeno de três camadas uma plataforma tão promissora para o efeito do diodo supercondutor", esclarece Mathias Scheurer, cuja pesquisa se concentra em materiais bidimensionais, especialmente o grafeno.

Material promissor de grafeno

O efeito de diodo descrito em Nature Physics também foi produzido com grafeno, um material que consiste em uma única camada de átomos de carbono dispostos em um padrão de favo de mel. O empilhamento de várias camadas de grafeno leva a propriedades completamente novas, incluindo a capacidade de três camadas de grafeno torcidas umas contra as outras para conduzir corrente elétrica sem perda.

O fato de existir um efeito de diodo supercondutor sem um campo magnético externo neste sistema tem grandes implicações para o estudo do comportamento físico complexo do grafeno de três camadas torcidas, pois demonstra a coexistência de supercondutividade e magnetismo. Isso mostra que o efeito do diodo não só tem relevância tecnológica, mas também tem o potencial de melhorar nossa compreensão dos processos fundamentais na física de muitos corpos. + Explorar mais

Um vislumbre de um sanduíche de grafeno