Em 1986, a descoberta de compostos baseados em óxido de cobre constituindo espécies de cerâmicas que poderiam se tornar supercondutores, não abaixo de alguns kelvins, mas a várias dezenas, tinha feito nascer muita esperança. Se fosse possível reproduzir o fenômeno à temperatura ambiente, ou ao menos a algumas dezenas de graus abaixo do ponto de congelamento da água, nossa tecnologia seria radicalmente mudada.

O fenômeno da supercondutividade é fundamentalmente de origem quântica. Ele é bem entendido para os supercondutores convencionais, no âmbito da célebre teoria de Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS), do nome de seus descobridores. Infelizmente, no caso dos cupratos, um mecanismo microscópico quântico não foi ainda encontrado, mesmo que algumas peças do quebra-cabeça já sejam conhecidas.

Para tornar mais claro, os físicos Gennady Logvenov e Ivan Bozovik fizeram crescer, por epitaxia molecular, duplas camadas de cuprato, das quais uma é condutora e a outra isolante. Sabe-se que é na interface dessas duas camadas que o material se torna supercondutor - uma das questões era saber se a supercondutividade podia se manter nas camadas de átomos formando quase um plano.


Duas dimensões ao invés de três: uma simplificação bem-vinda

Como a técnica de epitaxia permite criar sanduíches finos de diferentes materiais, é possível controlar a composição de cada uma das camadas. No caso, os pesquisadores acrescentaram nas duas camadas uma quantidade importante de impurezas, sob forma de átomos de zinco. A dupla camada não exibe, assim, mais o fenômeno de supercondutividade.

Por outro lado, se uma só das camadas é dopada com zinco, o fenômeno de supercondutividade se manifesta sempre na interface, salvo se a temperatura de transição de fase passe de 32 a 18 K. Para os pesquisadores, é a prova de que uma única camada monoatômica de cuprato é suficiente. Isto deverá ajudar muito os teóricos que trabalham com a supercondutividade a altas temperaturas críticas. De fato, é mais fácil se resolver equações quando descrevem um fenômeno físico que pode ser tratado a duas dimensões, que quando é preciso imperativamente considerar o fenômeno em três dimensões.

Um outro subproduto dessas experiências: é provável que se possa controlar, pelo menos em parte, o estado supercondutor de um cuprato, com a ajuda de campos elétricos. Pode-se portanto imaginar, no futuro, a existência de componentes supercondutores adaptáveis a aplicações as mais imprevistas.

"Imã flutuando acima de um cuprato (fase supercondutora) banhado por nitrogênio líquido.

Créditos: Wikimedia Commons/Mai-linh-Doan.

Futura Sicences (Tradução - MIA).

Nota do Scientific Editor: o artigo que deu origem a esta notícia, de título: "High-Temperature Superconductivity in a Single Copper-Oxygen Plane", de autoria G. Logvenov, A. Gozar e I. Bozovic, foi publicado na revista Science, Volume 3264, número 5953, págs. 699-702, 2009, DOI: 10.1126/science.1178863.


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