Com poucos átomos de largura, filme metálico mantém elétrons “presos”; isso pode abrir caminho para chips quânticos e novo tipo de eletrônica
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Pesquisadores da Universidade Monash, na Austrália, criaram um metal extremamente fino. E o material tem comportamento quântico até então considerado quase impossível de alcançar.
Os cientistas produziram um filme metálico de um material chamado manganês e estanho (Mn₃Sn) com apenas três nanômetros de espessura. Na prática, isso significa poucos átomos de largura.
O grande diferencial deste material é a presença de uma banda eletrônica plana 3D. Para entender o que isso significa, imagine o seguinte:
- Elétrons imóveis: em materiais comuns, elétrons se movem rapidamente; numa “banda plana”, elétrons perdem quase toda a sua mobilidade e ficam “presos” no lugar;
- Interações fortes: quando elétrons param de se mover, eles começam a interagir intensamente uns com os outros, o que permite o surgimento de fenômenos exóticos, como a supercondutividade não convencional (condução de eletricidade sem resistência) e magnetismo incomum.
Isso é um marco porque, até então, era muito difícil manter essa característica de “banda plana” em três dimensões em filmes tão finos. Geralmente, os elétrons acabam “escapando” entre as camadas. Mas os pesquisadores conseguiram bloquear o movimento dos elétrons em todas as direções. Isso estabilizou esse estado numa estrutura de escala atômica.
Como eles conseguiram isso? Entre os fatores explorados pela equipe, os dois principais foram:
- Rede Kagome: geometria especial do material (padrão de triângulos que compartilham vértices) que naturalmente ajuda a prender elétrons;
- Engenharia de precisão: usaram uma técnica chamada “epitaxia de feixe molecular” para construir o filme átomo por átomo para preservar as propriedades delicadas do metal.
Essa descoberta, publicada na revista científica Advanced Materials, abre caminho para tecnologias que hoje ainda parecem futuristas. Por exemplo:
- Computação quântica: criação de estados para processamento de informações;
- Eletrônicos com baixo consumo: dispositivos que gastam muito menos energia do que os atuais;
- Spintrônica: nova forma de eletrônica baseada no comportamento magnético dos elétrons.
Além de prático, considera-se que dá para aumentar a escala do novo método descrito pelos pesquisadores. Isso porque ele não depende de técnicas complexas de empilhamento nem de torção de camadas (coisa exigida por outros materiais).
(Essa matéria também usou informações de Universidade Monash.)
Pedro Spadoni é jornalista formado pela Universidade Metodista de Piracicaba (Unimep). Já escreveu para sites, revistas e até um jornal. No Olhar Digital, escreve sobre (quase) tudo.
