As futuras tecnologias eletrônicas dependem da descoberta de materiais únicos. No entanto, às vezes a topologia dos átomos formada naturalmente dificulta a produção de novos efeitos físicos. Para resolver este problema, cientistas da Universidade de Zurique conseguiram agora projetar supercondutores, um átomo de cada vez, criando novos estados da matéria.


Os pesquisadores criaram com sucesso um novo tipo de supercondutor, organizando-o um átomo de cada vez, o que poderia levar ao desenvolvimento de materiais inovadores e a avanços na computação quântica. Esta pesquisa fornece uma maneira viável de superar as limitações dos materiais naturais, abrindo caminho para novos estados da matéria em futuras tecnologias eletrônicas e de computação.

Como será o computador do futuro? Como isso funcionará? Encontrar respostas para essas perguntas é um dos principais impulsionadores da pesquisa fundamental em física. Existem vários cenários possíveis, desde desenvolvimentos adicionais na eletrônica clássica até computação neuromórfica e computadores quânticos.

O que todas estas abordagens têm em comum é que se baseiam em novos efeitos físicos, alguns dos quais até agora só foram previstos teoricamente. Os pesquisadores estão trabalhando incansavelmente para encontrar novos materiais quânticos usando equipamentos de última geração para criar esse efeito. Mas e se não houver material adequado que ocorra naturalmente?

Em um estudo recente publicado na Nature Physics, o grupo de pesquisa do professor Titus Neupert da UZH trabalhou em estreita colaboração com físicos do Instituto Max Planck de Física de Microestruturas em Halle, Alemanha, para propor uma possível solução. Os próprios pesquisadores criam os materiais necessários, átomo por átomo.

A sua investigação centra-se em novos tipos de supercondutores, que são particularmente interessantes porque têm resistência zero a baixas temperaturas. Supercondutores, às vezes chamados de “ímãs ideais”, são usados ​​em muitos computadores quânticos devido às suas extraordinárias interações com campos magnéticos. Os físicos teóricos passaram anos estudando e prevendo vários estados supercondutores. “No entanto, até agora apenas alguns estados supercondutores foram confirmados em materiais”, disse o professor Neupert.

Na sua emocionante colaboração, os investigadores de Harvard previram teoricamente como os átomos deveriam ser organizados para criar novas fases supercondutoras, e a equipa alemã conduziu então experiências para alcançar as topologias relevantes. Eles usaram microscopia de varredura por tunelamento para mover e depositar átomos no local correto com precisão atômica.

O mesmo método também é usado para medir as propriedades magnéticas e supercondutoras do sistema. Ao depositar átomos de cromo na superfície do nióbio supercondutor, os pesquisadores criaram dois novos tipos de supercondutividade. Métodos semelhantes já foram usados ​​para manipular átomos e moléculas metálicas, mas até agora não foi possível criar supercondutores bidimensionais.

Os resultados não apenas confirmaram as previsões teóricas dos físicos, mas também lhes deram motivos para especular sobre que outros novos estados da matéria poderiam ser criados usando este método e como eles poderiam ser usados ​​em futuros computadores quânticos.