Criado um diodo supercondutor, considerado impossível há um século

Redação do Site Inovação Tecnológica - 04/05/2022

Impressão artística de um processador supercondutor, que agora passa a ser possível.
[Imagem: TU Delft]

Diodo supercondutor

Pesquisadores dos Países Baixos descobriram um material que apresenta supercondutividade unidirecional sem a presença de campos magnéticos, algo que se pensava ser impossível desde a descoberta do fenômeno da condução sem resistência, em 1911.

Longe de ser uma curiosidade de laboratório, a supercondução de mão única é essencial para usar os supercondutores na computação, do mesmo modo que usamos hoje os semicondutores - um dos elementos fundamentais dos componentes eletrônicos é o diodo semicondutor, que permite que a corrente elétrica flua apenas num sentido.

Nos supercondutores, uma corrente elétrica flui pelo material sem qualquer resistência, o que significa que é virtualmente impossível inibir ou bloquear essa corrente - quanto mais fazer a corrente fluir apenas em um sentido, e não no outro.

Nos anos 1970, cientistas da IBM trabalharam na ideia da computação supercondutora, mas tiveram que colocar um fim aos seus esforços pela falta de resultados. Em seus artigos justificando a decisão, a IBM menciona que, sem supercondutividade não-recíproca, ou seja, que flua apenas num sentido, é impossível construir um computador usando supercondutores.

Computação supercondutora

Heng Wu e seus colegas da Universidade de Tecnologia de Delft conseguiram agora construir um diodo supercondutor, no qual a eletricidade flui unidirecionalmente, usando brometo de nióbio (Nb₃Br₈), um material bidimensional, com apenas uma camada atômica, como o grafeno.

A equipe trabalhou com uma junção Josephson, um sanduíche no qual duas fatias de material supercondutor são separadas por uma camada muito fina de material isolante. O truque consistiu na substituição do material isolante pelo brometo de nióbio, que é considerado um "material quântico", neste caso apresentando um dipolo elétrico líquido.

"Muitas tecnologias são baseadas em versões antigas de junções Josephson supercondutoras, por exemplo a tecnologia de ressonância magnética. Além disso, a computação quântica hoje é baseada em junções Josephson. A tecnologia que antes só era possível usando semicondutores agora pode ser feita com supercondutores usando este bloco fundamental.

"Isso inclui computadores mais rápidos, como em computadores com velocidade de até terahertz, o que é 300 a 400 vezes mais rápido do que os computadores que estamos usando agora. Isso influenciará todos os tipos de aplicações sociais e tecnológicas. Se o século 20 foi o século dos semicondutores, o século 21 pode se tornar o século dos supercondutores," disse o professor Mazhar Ali, coordenador da equipe.

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