{"id":4210,"date":"2018-10-18T16:07:52","date_gmt":"2018-10-18T19:07:52","guid":{"rendered":"https:\/\/sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/2018\/10\/18\/descoberta-aumenta-controle-de-supercondutividade-em-grafeno\/"},"modified":"2022-08-19T02:17:30","modified_gmt":"2022-08-19T05:17:30","slug":"descoberta-aumenta-controle-de-supercondutividade-em-grafeno","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/descoberta-aumenta-controle-de-supercondutividade-em-grafeno\/","title":{"rendered":"Descoberta aumenta controle de supercondutividade em grafeno"},"content":{"rendered":"<p><img decoding=\"async\" data-src=\"images\/destaque-em-fisica\/2018\/outubro\/destaque-2018-10-18.jpg\" alt=\"\" src=\"data:image\/svg+xml;base64,PHN2ZyB3aWR0aD0iMSIgaGVpZ2h0PSIxIiB4bWxucz0iaHR0cDovL3d3dy53My5vcmcvMjAwMC9zdmciPjwvc3ZnPg==\" class=\"lazyload\" \/>Al\u00e9m de transmitirem eletricidade sem resist\u00eancia el\u00e9trica, os supercondutores interessam aos f\u00edsicos pelos estranhos estados qu\u00e2nticos que os el\u00e9trons podem assumir no interior desses materiais. As propriedades desses estados ex\u00f3ticos podem servir de base para construir computadores qu\u00e2nticos, por exemplo. Infelizmente, ainda continua muito dif\u00edcil a fabrica\u00e7\u00e3o e controle das propriedades desses materiais. Um estudo te\u00f3rico realizado pela brasileira <a href=\"https:\/\/sites.google.com\/site\/alineramires\/home\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Aline Ramires<\/a> e o espanhol Jose Lado, no Instituto Federal de Tecnologia de Zurique (ETH), na Su\u00ed\u00e7a, mostra como criar e controlar estados ex\u00f3ticos de el\u00e9trons em folhas de grafita com um \u00e1tomo de espessura, um material mais conhecido como grafeno.<\/p>\n<p><!--more--><\/p>\n<p>\u201cPodemos agora usar a estrutura mais simples e control\u00e1vel do grafeno para estudar um tipo de f\u00edsica antes estudada apenas em sistemas muito complexos\u201d, diz Ramires, que desde setembro trabalha no Instituto Sul Americano para Pesquisa Fundamental (SAIFR-ICTP), no pr\u00e9dio do Instituto de F\u00edsica Te\u00f3rica da UNESP, em S\u00e3o Paulo. A f\u00edsica \u00e9 a primeira autora do <a href=\"https:\/\/journals.aps.org\/prl\/abstract\/10.1103\/PhysRevLett.121.146801\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">artigo<\/a> cient\u00edfico destacado na capa da primeira edi\u00e7\u00e3o de outubro da revista Physical Review Letters.<\/p>\n<p>Ramires explica que, a princ\u00edpio, el\u00e9trons em estados ex\u00f3ticos s\u00f3 poderiam ser obtidos em grafeno aplicando no material um campo magn\u00e9tico de intensidade alta demais para se realizar em laborat\u00f3rio. No artigo publicado, os pesquisadores apresentam uma nova receita para produzir esses estados ex\u00f3ticos usando apenas um campo el\u00e9trico, relativamente mais f\u00e1cil de ser gerado.<\/p>\n<p><iframe style=\"display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;\" data-src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/yDr_zbIZK0s\" width=\"560\" height=\"315\" frameborder=\"0\" allowfullscreen=\"allowfullscreen\" src=\"data:image\/svg+xml;base64,PHN2ZyB3aWR0aD0iMSIgaGVpZ2h0PSIxIiB4bWxucz0iaHR0cDovL3d3dy53My5vcmcvMjAwMC9zdmciPjwvc3ZnPg==\" class=\"lazyload\" data-load-mode=\"1\"><\/iframe><\/p>\n<p>Pegue duas folhas de grafeno e coloque uma sobre a outra, perfeitamente alinhadas. Em seguida, gire apenas um pouquinho a folha de cima, n\u00e3o mais que um grau de rota\u00e7\u00e3o em rela\u00e7\u00e3o \u00e0 folha de baixo. Resfrie as folhas at\u00e9 a temperatura de 1 Kelvin (272 graus Celsius abaixo de zero) e depois aplique um campo el\u00e9trico. De acordo com os c\u00e1lculos de Ramires e Lado, os el\u00e9trons se comportam nessas condi\u00e7\u00f5es exatamente da mesma maneira que se comportariam caso as folhas de grafeno estivessem alinhadas e sob a\u00e7\u00e3o de um campo magn\u00e9tico.<\/p>\n<p>Por coincid\u00eancia, logo ap\u00f3s a dupla de f\u00edsicos publicar seus resultados em <a href=\"https:\/\/arxiv.org\/abs\/1803.04400\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">um manuscrito<\/a> no reposit\u00f3rio ArXiv, em mar\u00e7o deste ano, um grupo de f\u00edsicos liderado por Pablo Jarillo-Herrero, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), Estados Unidos, <a href=\"https:\/\/www.nature.com\/articles\/d41586-018-02773-w\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">apresentou<\/a>\u00a0resultados de experimentos com duas folhas de grafeno, mostrando que girar as folhas sob um campo el\u00e9trico at\u00e9 um determinado \u00e2ngulo produz um estado supercondutor.<\/p>\n<p>O estudo de Ramires e Lado, por\u00e9m, sugere que girar uma folha em rela\u00e7\u00e3o \u00e0 outra por um \u00e2ngulo cerca de dez vezes menor pode fazer com que os el\u00e9trons assumam ainda outros estados ex\u00f3ticos, al\u00e9m do estado supercondutor observado pela equipe do MIT. Em um desses outros estados, os el\u00e9trons podem ficar localizados no espa\u00e7o em um arranjo que lembra o padr\u00e3o geom\u00e9trico de cestos de bambu tradicionais japoneses, o padr\u00e3o <a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Trihexagonal_tiling#Kagome_lattice\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">kagome<\/a>. Nesse estado os el\u00e9trons formam o que os f\u00edsicos chamam de l\u00edquidos de spin, normalmente observados em pirocloros, materiais de composi\u00e7\u00e3o qu\u00edmica muito mais complicada que a do grafeno.<\/p>\n<p>Enquanto uma equipe de f\u00edsicos experimentais da ETH trabalha para confirmar suas conclus\u00f5es em laborat\u00f3rio, Ramires continua sua investiga\u00e7\u00e3o te\u00f3rica para entender como campos el\u00e9tricos controlam o surgimento de estados ex\u00f3ticos de supercondutividade no grafeno. Atualmente, esses estados ex\u00f3ticos s\u00e3o observados apenas em materiais chamados de cupratos. S\u00e3o \u00f3xidos de cobre com alguns de seus \u00e1tomos de oxig\u00eanio substitu\u00eddos por elementos qu\u00edmicos diferentes. F\u00edsicos estudam h\u00e1 mais de tr\u00eas d\u00e9cadas os cupratos, por serem materiais supercondutores a temperaturas relativamente altas, da ordem de 100 Kelvin. Ainda assim, os cupratos s\u00e3o muito complicados de serem sintetizados e suas propriedades ainda n\u00e3o s\u00e3o totalmente compreendidas. \u201cEstudar esses estados ex\u00f3ticos no grafeno talvez d\u00ea algumas dicas para entendermos melhor esses materiais mais complexos\u201d, diz Ramires.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Al\u00e9m de transmitirem eletricidade sem resist\u00eancia el\u00e9trica, os supercondutores interessam aos f\u00edsicos pelos estranhos estados qu\u00e2nticos que os el\u00e9trons podem assumir no interior desses materiais. 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