Filmes de metal de apenas um átomo de
espessura ou dois podem se tornar supercondutores em temperaturas próximas do
zero absoluto. No entanto, nestes materiais bidimensionais, pequenas
imperfeições, como alterações na elevação de um átomo pode bloquear
o fluxo das supercorrentes. Um novo estudo de vórtices em filmes de metal supercondutores
fornece a primeira evidência direta de que defeitos atômicos se comportam como
junções Josephson - estruturas feitas de dois supercondutores separados por uma
barreira isolante. Os resultados implicam que os defeitos atômicos permitem o
fluxo de supercorrentes a uma velocidade limitada, o que pode torná-los úteis
como elementos funcionais em futuros dispositivos supercondutores 2D.
Em 2010,
físicos descobriram que filmes metálicos adsorvidos na superfície de silício
poderiam se comportar como supercondutores. A descoberta veio como uma
surpresa, uma vez que se esperava que as flutuações quânticas interrompessem a
supercondutividade em estruturas 2D. Uma grande quantidade de pesquisa agora é
dedicada a testar quão grande é a robustez desta supercondutividade. Imperfeições
atômicas e outros defeitos de superfície normalmente têm pouco efeito sobre supercondutores
volumétricos (3D), mas claramente influenciam o comportamento de materiais
ultrafinos.
Takashi
Uchihashi e seus colegas realizaram medidas usando a microscopia de
tunelamento por varredura em filmes de índio depositados em superfícies de
silício. Especificamente, a equipe estudou a formação de vórtices viajando em
torno de um circuito fechado que aparece em certos supercondutores quando um
campo magnético externo é aplicado. Os pesquisadores observaram que a maioria
dos vórtices era circular com um núcleo interior não supercondutor. No entanto,
os vórtices localizados ao longo dos defeitos atômicos estavam em forma
elíptica, e seus núcleos eram supercondutores. As simulações numéricas
mostraram que esse comportamento era consistente com as imperfeições atômicas
fornecendo um acoplamento Josephson entre diferentes patamares do filme.
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