Descoberto diodo supercondutor supereficiente que pode revolucionar os chips
Supercondutores são materiais que podem conduzir corrente contínua sem perder energia se forem resfriados a temperaturas extremamente baixas. A descoberta do MIT de um diodo supercondutor pode revolucionar o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos mais eficientes , pois o efeito de um diodo supercondutor altera a corrente crítica dos supercondutores, dependendo da direção do fluxo.
Um diodo supercondutor do MIT
Um diodo supercondutor é o resultado do Massachusetts Institute of Technology (MIT) em colaboração com a IBM Research Europe. Uma contribuição significativa, vinda de dois alunos do ensino médio que participaram de um programa de verão no MIT . O resultado divulgado pelas Cartas de Revisão Física pode influenciar a fabricação de novos componentes eletrônicos.
O diodo supercondutor consiste em uma dupla camada de filme fino ferromagnético isolante (rosa), sobre uma fina camada supercondutora (cinza). O primeiro filme tem a função de gerar o campo magnético (setas desenhadas) e induzir uma corrente de Meissner no condutor. A corrente é induzida sem a aplicação de quaisquer campos.
A corrente induzida flui na mesma direção em ambas as extremidades, conseguindo alterar a corrente líquida quando uma tensão é aplicada em ambas as direções. Como resultado, um fluxo de corrente sem dissipação (setas amarelas) é gerado, enquanto o fluxo de corrente experimenta resistência na direção oposta.
A pesquisa ocorreu principalmente sob condições conhecidas, como submeter o supercondutor a campos de troca e órbita de spin. Apesar das aplicações conhecidas, mais tarde percebeu-se que o efeito era igualmente evidente mesmo sem esses campos. A assimetria presente nas bordas desempenhou um papel crucial na intensificação do efeito diodo . O resultado foi gerado pelos finos detalhes geométricos nas laterais das tiras de filme com padrão litográfico .
Como afirmam Akashdeep Kamra e Yasen Hou , eles procederam assim:
“Fabricamos filmes SC de alta qualidade com uma camada semicondutora ferromagnética sobre eles e, medindo as características da corrente portadora, encontramos um enorme efeito de diodo SC sem a necessidade de um campo magnético aplicado. Percebemos que os detalhes geométricos finos dos lados em nossas tiras de filme com padrão litográfico desempenhavam um papel crucial nesse efeito de diodo. Então, nós também simplesmente sintetizamos o filme SC e introduzimos heterogeneidade em um dos lados, criando mais assimetria, para aumentar o efeito do diodo SC.”
Como surgiu a ideia?
A equipe de pesquisa se deparou com essa descoberta por acidente enquanto estudava os efeitos de ligação de Majorana em uma superfície supercondutora de ouro. Conforme declarado ao Phys.org, Jagadeesh Moodera, um dos pesquisadores, sobre a descoberta desses diodos supercondutores:
“Estávamos (e ainda estamos) estudando os indescritíveis estados ligados de Majorana, também conhecidos como férmions de Majorana, que aparecem em uma superfície supercondutora de ouro usando uma estrutura de filme fino semelhante. Fizemos um desvio para uma busca “rápida” pelo fenômeno (efeito diodo supercondutor) que de repente estava ganhando destaque, com vários novos relatórios sobre o assunto aparecendo desde 2020.”
Os pesquisadores descobriram um diodo supercondutor porque queriam sondar o efeito em estados finos de materiais supercondutores . Eles fabricaram um filme fino de supercondutor e o aplicaram a uma camada semicondutora ferromagnética e perceberam que poderiam medir a corrente de transporte. Tudo isso foi conseguido sem a aplicação de qualquer campo magnético.
Desenvolvimentos futuros em diodos supercondutores
Certamente esta descoberta abrirá caminho para o desenvolvimento de novos diodos supercondutores de alto desempenho. Essa pesquisa é crucial para a tecnologia, pois os diodos são parte essencial dos chips e são responsáveis por converter a corrente alternada em corrente contínua .
O artigo Diodo supercondutor supereficiente descoberto que pode revolucionar os chips foi publicado em: Tech CuE | Engenharia de close-up .
