Com Nióbio, cientistas criam circuito supercondutor que acreditavam ser impossível

*Canaltech - 04/05/2022

Pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Delft (TUD), na Holanda, desenvolveram um material supercondutor unidirecional sem campos magnéticos externos, algo que os cientistas imaginavam ser impossível desde a descoberta da supercondutividade em 1911.

Segundo a equipe envolvida no estudo, o uso de materiais quânticos 2D abre caminho para o desenvolvimentos da chamada “computação supercondutora”, com equipamentos centenas de vezes mais rápidos do que os processadores fabricados atualmente e sem perda de energia.

“Nos supercondutores, uma corrente passa por um fio sem qualquer resistência, o que significa que inibi-la ou até mesmo bloqueá-la é quase impossível — muito menos fazer com que ela flua apenas em um sentido. O que fizemos agora pode ser comparado a inventar um tipo especial de gelo com zero atrito ao patinar de um jeito e muito atrito quando mudamos a direção”, explica o professor de física Mazhar Ali.

Unidirecional
Em sistemas normais de condução de eletricidade, os elétrons emitidos se movimentam continuamente como partículas separadas. Já em dispositivos feitos com materiais supercondutores, eles se movem em pares, o que faz com que não haja perda de energia elétrica.

Para criar um supercondutor sem campo magnético, os pesquisadores substituíram as barreiras que separam os supercondutores convencionais por uma barreira de material quântico 2D feito à base de nióbio. Essa barreira quântica foi colocada entre os dispositivos, permitindo que a energia fluísse em uma única direção.

“Nós conseguimos retirar apenas algumas camadas atômicas desse material, fazendo um sanduíche muito fino para construir um diodo funcional, o que seria impossível com materiais 3D comuns. Com isso, ​​a tecnologia que antes só era possível usando semicondutores agora pode ser feita com supercondutores”, acrescenta Ali.

Supervelocidade
Segundo os cientistas, essa tecnologia poderá ser usada para construir computadores muito mais rápidos, beirando a velocidade dos terahertz — entre 300 a 400 vezes mais velozes do que os processadores fabricados atualmente com transistores feitos de semicondutores de silício.

Longe dos laboratórios, eles esperam que os materiais supercondutores sejam usados não na casa de pessoas comuns, mas sim em fazendas de servidores ou supercomputadores, com sistemas de processamento centralizados e um consumo bastante reduzido de eletricidade.

Para tornar esse processo viável, o primeiro fator que temos que enfrentar para uma provável aplicação comercial é aumentar a temperatura de operação, provando que é possível usar milhões desses diodos em um único chip. Se o século XX foi o século dos semicondutores, o século XXI pode se tornar a era dos supercondutores”, encerra o professor Mazhar Ali.