p Sempre que um novo material é descoberto, os cientistas estão ansiosos para descobrir se ele pode ou não ser supercondutor. Isso se aplica particularmente ao material milagroso grafeno. Agora, uma equipe internacional em torno de pesquisadores da Universidade de Viena revelou o mecanismo de emparelhamento supercondutor em grafeno dopado com cálcio usando o método ARPES. Seus resultados são publicados no jornal de renome Nature Communications . p Os materiais supercondutores apresentam uma característica inestimável quando resfriados abaixo de uma temperatura crítica - eles permitem o transporte de uma corrente elétrica sem perdas. A supercondutividade é baseada no fato de que, em certos materiais, os elétrons podem formar pares que - em uma temperatura mais alta - se repeliriam. Cientistas do Grupo de Propriedades Eletrônicas de Materiais da Faculdade de Física (Universidade de Viena) e seus parceiros de colaboração se uniram para descobrir o potencial mecanismo de acoplamento supercondutor do material milagroso grafeno.

p Grafeno, uma camada espessa de átomos de carbono com um único átomo foi descoberta em 2004 e é considerada uma das substâncias mais incríveis e versáteis disponíveis para a humanidade. O impacto do primeiro material bidimensional real é tão significativo que um Prêmio Nobel foi concedido por sua descoberta. Até recentemente, não houve relatos experimentais de supercondutividade no grafeno, embora seus parentes próximos, grafite e fulerenos podem ser feitos supercondutores pela introdução intencional de elétrons no material (dopagem).

p O método ARPES - como a luz ilumina a supercondutividade

p A fim de lançar luz sobre a supercondutividade no grafeno, os cientistas recorreram ao poderoso método de fotoemissão:quando uma partícula de luz interage com um material, ela pode transferir toda a sua energia para um elétron dentro desse material. Se a energia da luz for suficientemente grande, o elétron adquire energia suficiente para escapar do material. Determinar o ângulo sob o qual os elétrons escapam do material permite que os cientistas extraiam informações valiosas sobre as propriedades eletrônicas e as complexas interações de muitos corpos do material. Nikolay Verbitskiy e Alexander Grüneis da Universidade de Viena juntamente com Alexander Fedorov e Denis Vyalikh da IFW-Dresden e TU-Dresden e Danny Haberer da Universidade da Califórnia em Berkeley e seus colegas empregaram esta técnica - a chamada fotoemissão resolvida em ângulo espectroscopia (ARPES) - no síncrotron Elettra em Trieste, onde eles pesquisaram a interação de uma série de dopantes de elétrons (Cs, Rb, K, N / D, Li, Ca) com grafeno monocamada.

p Quem faz a nota?

p De acordo com as descobertas dos cientistas, o cálcio é o candidato mais promissor para induzir supercondutividade no grafeno com uma temperatura crítica de cerca de 1,5K. Esta temperatura crítica é bastante baixa em comparação com, e. fulerenos que superconduzem em 33K. Contudo, o grafeno oferece várias vantagens enormes sobre muitos outros materiais. Uma vez que consiste apenas de átomos de carbono dispostos em camadas simples, é fácil ser funcionalizado quimicamente. Além disso, pode ser cultivado em vários números de camadas de átomos em várias ordens de empilhamento e pode ser dopado de várias maneiras diferentes. Deste modo, ele oferece uma infinidade de opções para experimentar.

p Os cientistas estão confiantes de que, enquanto o grafeno não estabelecerá novos recordes de temperatura crítica, a facilidade com que suas propriedades podem ser modificadas aumentará nossa compreensão da supercondutividade em geral e dos materiais de carbono em particular.