Supercondutividade criada com luz dentro de um chip

Energia

Redação do Site Inovação Tecnológica – 16/11/2023

Dentro do chip, os pulsos de corrente de picossegundos so lanados, transportados e detectados, demonstrando a supercondutividade induzida pela luz.
[Imagem: Eryin Wang/MPSD]

Supercondutividade induzida pela luz

Nos ltimos anos, um composto de potssio e carbono (K₃C₆₀) juntou-se a alguns materiais exticos que apresentam uma supercondutividade fotoinduzida, ou seja, eles se tornam supercondutores quando alvejados por um feixe de luz.

Isto torna o K₃C₆₀ um supercondutor orgnico ( base de carbono), pertencente famlia dos fulerenos, mais conhecidos como molculas “bola de futebol”, j que so formadas por 60 tomos de carbono em uma estrutura que lembra os gomos da bola. Essa supercondutividade gerada por um laser chamou a ateno porque o carbono sequer um bom condutor de eletricidade – o normal nessa rea trabalhar com cupratos, que so compostos base de cobre.

Agora, pesquisadores do Instituto Max Planck para a Estrutura e Dinmica da Matria, na Alemanha, mostraram que essa capacidade de ativar a supercondutividade com um feixe de laser pode ser integrada em um chip, abrindo caminho para aplicaes optoeletrnicas, sobretudo nas novas arquiteturas de computao com luz.

Eryin Wang e seus colegas conectaram filmes finos de K₃C₆₀ a interruptores fotocondutores com guias de onda co-planares. Usando um pulso de laser visvel para acionar a chave, eles enviaram atravs do material um forte pulso de corrente eltrica, com durao de apenas um picossegundo. Depois de percorrer o slido a cerca de metade da velocidade da luz, o pulso de corrente atingiu outro interruptor, que serviu como detector, que ento revelou as assinaturas eltricas caractersticas da supercondutividade.

Esquema do dispositivo desenvolvido pela equipe.
[Imagem: E. Wang et al. – 10.1038/s41467-023-42989-7]

Aplicaes

Os dados tambm mostraram que a resposta eltrica do K₃C₆₀ fotoexcitado no linear, ou seja, a resistncia da amostra depende da corrente aplicada. Esta uma caracterstica fundamental da supercondutividade, que valida algumas das observaes anteriores e ainda fornece novas informaes e perspectivas sobre a fsica e as aplicaes desses filmes finos orgnicos.

Embora a demonstrao ainda esteja no nvel da pesquisa fundamental, a possibilidade de integrao da supercondutividade em chips optoeletrnicos pode levar fabricao de circuitos integrados de alta velocidade, incluindo todas as plataformas fotnicas, alm da computao quntica.

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