p As propriedades dos supercondutores de alta temperatura podem ser ajustadas pela introdução de defeitos artificiais. Uma equipe internacional de pesquisa em torno do físico Wolfgang Lang, da Universidade de Viena, conseguiu produzir os nanoarrays complexos mais densos do mundo para ancorar quanta de fluxo, os fluxões. Isso foi conseguido irradiando o supercondutor com um microscópio de íon hélio na Universidade de Tübingen, uma tecnologia que só recentemente se tornou disponível. Os pesquisadores foram inspirados por uma arte tradicional de cestaria japonesa. Os resultados foram publicados recentemente em Nanomateriais aplicados ACS , um jornal da renomada American Chemical Society. p Os supercondutores podem transportar eletricidade sem perdas se forem resfriados abaixo de uma determinada temperatura crítica. Contudo, supercondutores puros não são adequados para a maioria das aplicações técnicas, mas somente após a introdução controlada de defeitos. Majoritariamente, estes são distribuídos aleatoriamente, mas hoje em dia o arranjo periódico sob medida de tais defeitos torna-se cada vez mais importante.

p Armadilhas e gaiolas para objetos quânticos magnéticos em supercondutores

p Um campo magnético só pode penetrar em porções quantizadas em um supercondutor, os chamados fluxões. Se a supercondutividade for destruída em regiões muito pequenas, os fluxões estão ancorados exatamente nesses lugares. Com matrizes periódicas de tais defeitos, podem ser gerados "cristais fluxon" bidimensionais, que são um sistema modelo para muitas investigações interessantes. Os defeitos servem como armadilhas para os fluxons e, variando os parâmetros facilmente acessíveis, inúmeros efeitos podem ser investigados. "Contudo, é necessário realizar arranjos de defeitos muito densos para que os fluxões possam interagir uns com os outros, idealmente a distâncias abaixo de 100 nanômetros, que é mil vezes menor que o diâmetro de um fio de cabelo, "explica Bernd Aichner, da Universidade de Viena.

p Particularmente interessantes para os pesquisadores são arranjos periódicos complexos, como o padrão de defeito quase kagomé investigado no estudo atual, que foi inspirado por uma arte tradicional de cestaria japonesa. As listras de bambu do padrão kagomé são substituídas por uma cadeia de defeitos com espaçamento de 70 nanômetros. A peculiaridade desta nanoestrutura artificial é que não apenas um fluxon por defeito pode ser ancorado, mas cadeias de fluxon aproximadamente circulares são formadas, que por sua vez mantém um fluxon ainda livre preso em seu meio. Essas gaiolas de fluxon são baseadas na repulsão mútua de fluxons e podem ser abertas ou bloqueadas alterando o campo magnético externo. Eles são, portanto, considerados um conceito promissor para a realização de circuitos supercondutores rápidos e de baixa perda com fluxons.

p Nanoestruturação de supercondutores de alta temperatura com o microscópio de íon hélio

p Esta pesquisa foi possibilitada por um novo dispositivo da Universidade de Tübingen - o microscópio de íon hélio. Embora tenha um princípio operacional semelhante ao do microscópio eletrônico de varredura, o microscópio de íon hélio oferece uma resolução e profundidade de campo antes incomparáveis ​​devido ao comprimento de onda muito menor dos íons de hélio. "Com um microscópio de íon hélio, as propriedades supercondutoras podem ser adaptadas sem remover ou destruir o material, que nos permite produzir matrizes de fluxon em supercondutores de alta temperatura com uma densidade incomparável em todo o mundo, "enfatiza Dieter Koelle, da Eberhard Karls University of Tübingen. Os cientistas estão agora planejando desenvolver o método para estruturas ainda menores e testar vários conceitos teoricamente propostos para circuitos de fluxon.