Uma equipe internacional de fa­sicos liderada pela Universidade de Minnesota descobriu que um metal supercondutor aºnico émais resistente quando usado como uma camada muito fina. A pesquisa éo primeiro passo em direção a um objetivo maior de compreender estados supercondutores não convencionais em materiais, que possivelmente poderiam ser usados ​​em computação qua¢ntica no futuro.

A colaboração inclui quatro membros do corpo docente da Escola de Fa­sica e Astronomia da Universidade de Minnesota - Professor Associado Vlad Pribiag, Professor Rafael Fernandes e Professores Assistentes Fiona Burnell e Ke Wang - juntamente com fa­sicos da Universidade Cornell e várias outras instituições. O estudo foi publicado na Nature Physics .

O disseleneto de nia³bio (NbSe 2 ) éum metal supercondutor , ou seja, pode conduzir eletricidade ou transportar elanãtrons de um a¡tomo para outro, sem resistência. Nãoéincomum que os materiais se comportem de maneira diferente quando tem um tamanho muito pequeno, mas o NbSe 2 tem propriedades potencialmente benanãficas. Os pesquisadores descobriram que o material na forma 2D (um substrato muito fino com apenas algumas camadas atômicas de espessura) éum supercondutor mais resiliente porque tem uma simetria dupla, que émuito diferente de amostras mais grossas do mesmo material.

Motivados pela previsão tea³rica de Fernandes e Burnell da supercondutividade exa³tica neste material 2D, Pribiag e Wang começam a investigar dispositivos supercondutores 2D atomicamente finos.

"Espera¡vamos que tivesse um padrãode rotação de seis vezes, como um floco de neve." Disse Wang. "Apesar da estrutura saªxtupla, ele são mostrou um comportamento duplo no experimento."

“Esta foi uma das primeiras vezes [este fena´meno] foi visto em um material real”, disse Pribiag.

Os pesquisadores atribua­ram a recanãm-descoberta simetria rotacional dupla do estado supercondutor em NbSe 2 a  mistura entre dois tipos de supercondutividade estreitamente concorrentes, ou seja, o tipo de onda s convencional - ta­pico de NbSe 2 em massa - e um d- ou Mecanismo do tipo p que surge em NbSe 2 de poucas camadas . Os dois tipos de supercondutividade tem energias muito semelhantes neste sistema. Por isso, eles interagem e competem entre si.

Pribiag e Wang disseram que mais tarde souberam que fa­sicos da Universidade Cornell estavam revisando a mesma física usando uma técnica experimental diferente, ou seja, medições de tunelamento qua¢ntico. Eles decidiram combinar seus resultados com a pesquisa Cornell e publicar um estudo abrangente.

Burnell, Pribiag e Wang planejam desenvolver esses resultados iniciais para investigar mais a fundo as propriedades do NbSe 2 atomicamente fino em combinação com outros materiais 2D exa³ticos, o que poderia levar ao uso de estados supercondutores não convencionais, como a supercondutividade topola³gica, para construir computadores qua¢nticos.

"O que queremos éuma interface completamente plana na escala atômica", disse Pribiag. "Acreditamos que este sistema serácapaz de nos dar uma plataforma melhor para estudar materiais para usa¡-los em aplicações de computação qua¢ntica."

Além de Pribiag, Fernandes, Burnell, Wang, a colaboração incluiu os alunos de graduação em física da Universidade de Minnesota, Alex Hamill, Brett Heischmidt, Daniel Shaffer, Kan-Ting Tsai e Xi Zhang; Jie Shan e Kin Fai Mak do corpo docente da Cornell University e o estudante de graduação Egon Sohn; Helmuth Berger e La¡szla³ Forra³, pesquisadores da Ecole Polytechnique Fanãdanãrale de Lausanne, na Sua­a§a; Alexey Suslov, pesquisador do National High Magnetic Field Laboratory em Tallahassee, Fla³rida; e Xiaoxiang Xi, professor da Universidade de Nanjing, na China.