{"id":11873,"date":"2024-03-14T06:00:51","date_gmt":"2024-03-14T06:00:51","guid":{"rendered":"https:\/\/revistanyt.com.ar\/online\/?p=11873"},"modified":"2024-03-11T01:15:43","modified_gmt":"2024-03-11T01:15:43","slug":"descubren-superconductividad-superficial-unica-en-un-semimetal","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistanyt.com.ar\/online\/descubren-superconductividad-superficial-unica-en-un-semimetal\/","title":{"rendered":"Descubren superconductividad superficial \u00fanica en un semimetal"},"content":{"rendered":"

Una investigaci\u00f3n conjunta del Instituto de Nanociencia y Nanotecnolog\u00eda (INN, CONICET-CNEA) y colegas de Alemania identificaron esa propiedad en un material que se llama PtBi2. El trabajo sienta bases para explorar la utilidad de este metaloide en m\u00faltiples aplicaciones electr\u00f3nicas y en otras tecnolog\u00edas.<\/strong><\/span><\/p>\n

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El investigador del Instituto de Nanociencia y Nanotecnolog\u00eda (INN CONICET-CNEA), Jorge I. Facio, y especialistas del Instituto Leibniz de Investigaci\u00f3n de Materiales y Estado S\u00f3lido (Dresden, Alemania), descubrieron superconductividad<\/strong> en la superficie en un semimetal que se llama PtBi2 (Platino-bismuto-dos). El estudio, descrito en la revista Nature, abre caminos para explorar el uso de ese material en diversas aplicaciones electr\u00f3nicas y en otro tipo de tecnolog\u00edas.<\/p>\n

La superconductividad, explica Facio, es una fase de la materia que ocurre en algunos materiales cuando son sometidos a bajas temperaturas. Y agrega: \u201cEst\u00e1 caracterizada por su nula resistencia el\u00e9ctrica que disipa calor y tiene m\u00faltiples aplicaciones que se usan cotidianamente, como cuando se realizan im\u00e1genes mediante resonancia nuclear; el campo magn\u00e9tico suele ser generado con bobinas hechas de materiales superconductores a bajas temperaturas\u201d.<\/p>\n

El proyecto, del que forma parte el trabajo recientemente publicado, se enmarca en el estudio de materiales cuyas propiedades electr\u00f3nicas<\/strong> se explican en base a conceptos de topolog\u00eda. Esto quiere decir que existen fases de la materia que son distinguibles por propiedades topol\u00f3gicas de la funci\u00f3n de onda asociada a sus electrones.<\/p>\n

\u201cDescubrimos superconductividad en la superficie del material PtBi2 de forma an\u00e1loga a lo que sucede en una fase del agua, por ejemplo, cuando a veces ocurre en lugares muy fr\u00edos que en una laguna se forma hielo s\u00f3lo en la superficie. En este caso ser\u00eda similar: el estado superconductor vive s\u00f3lo en la superficie del material estudiado\u201d, explica Facio quien es doctor en F\u00edsica. Y agrega que, en el caso de este material, los electrones que se vuelven superconductores son especiales porque algunas de sus propiedades est\u00e1n determinadas por los electrones que viven en el interior del material.<\/p>\n

Durante la realizaci\u00f3n del estudio internacional, el material PtBi2 se someti\u00f3 a luz ultravioleta para generar un movimiento de liberaci\u00f3n de electrones de su superficie y de ese modo poder estudiar sus propiedades.<\/p>\n

Por su topolog\u00eda inusual, PtBi2 tiene electrones que forman los llamados arcos de Fermi en la superficie del material y esta es la primera vez que se encuentra superconductividad asociada a este tipo de electrones, indica Facio. Y contin\u00faa: \u201cHay un conjunto especial de electrones que son los que viven en la llamada superficie de Fermi, son los electrones que cuesta menos excitar. Los arcos de Fermi tienen propiedades que s\u00f3lo son posibles en los bordes de un material. Si este material se tratara de un cubo, los arcos de Fermi estar\u00edan presentes en las caras del cubo y lo notable es que su existencia es robusta y est\u00e1 garantizada por propiedades de los electrones en el interior del cubo\u201d.<\/p>\n

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En el interior de algunos materiales, los niveles de energ\u00eda de los electrones se cruzan. Cuando estos cruces tienen una estructura topol\u00f3gica no-trivial, dejan una manifestaci\u00f3n observable en la superficie, los llamados arcos de Fermi. En el compuesto PtBi2 hay evidencia que indica que s\u00f3lo los arcos de Fermi se vuelven superconductores.<\/span><\/p><\/div>

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Facio sostiene que \u201ca futuro lo m\u00e1s relevante es que otros grupos de investigaci\u00f3n que pueden interesarse en el hallazgo puedan reproducir o cotejar las conclusiones de nuestro trabajo. Algo positivo es que en el Centro At\u00f3mico Bariloche hay investigadores que han fabricado muestras de este sistema y observan una fase superconductora con algunas propiedades inusuales. Si bien no son experimentos directamente comparables, hasta donde entiendo parecen ir en el mismo sentido\u201d.<\/p>\n

\u201cEn este proyecto en particular, es importante que la interpretaci\u00f3n de los resultados experimentales se enriquece notablemente si se cuentan con c\u00e1lculos detallados que sirven como mapa para leer los resultados experimentales. De hecho, en este proyecto primero identificamos a los arcos de Fermi en este material en un c\u00e1lculo computacional, y ese c\u00e1lculo fue un puntapi\u00e9 importante para realizar e interpretar experimentos que siguieron\u201d refiere Facio. Asimismo, concluye: \u201cEn la actualidad estoy trabajando con gente de Alemania, tambi\u00e9n con estudiantes y docentes del Instituto Balseiro, que est\u00e1n interesados en entender en mayor detalle la estructura electr\u00f3nica del material en cuesti\u00f3n y otros relacionados, tanto desde la teor\u00eda como v\u00eda otros experimentos que efectivamente pueden demostrar la existencia de estados electr\u00f3nicos de inter\u00e9s\u201d.<\/p>\n

En la publicaci\u00f3n cient\u00edfica, el grupo de especialistas, comunican que est\u00e1n explorando te\u00f3ricamente que en PtBi2 se pueden observar elementos b\u00e1sicos a partir de los cuales se dar\u00eda lugar a los fermiones de Majoranas (cuasipart\u00edculas). Si se confirma que existen, podr\u00edan utilizarse como qubits, una unidad b\u00e1sica de informaci\u00f3n cu\u00e1ntica para la pr\u00f3xima generaci\u00f3n de ordenadores cu\u00e1nticos<\/strong>.<\/p>\n

Nota elaborada por Natalia Gorbar\u00e1n, \u00c1rea de Comunicaci\u00f3n Instituto de Nanociencia y Nanotecnolog\u00eda (CONICET-CNEA) y Mariela M\u00e9ndez, \u00c1rea de Comunicaci\u00f3n CONICET Patagonia Norte.<\/em><\/p>\n

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Fuente: CNEA<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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