Las bicapas de grafeno rotado son un gran espacio para explorar y explicar el enigma de la superconductividad. Una investigación del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid utiliza cálculos computacionales avanzados para entender las cascadas electrónicas.
Experimentos realizados en la Universidad Autónoma de Madrid han demostrado que el magnetismo y la superconductividad pueden coexistir en el grafeno, generando un estado exótico llamado Yu-Shiva-Rusinov. Los resultados abren la puerta a la creación de cúbits o bits cuánticos basados en este material, claves para el futuro de la computación cuántica topológica.
Hasta ahora se necesitaban temperaturas extremadamente bajas para alcanzar la superconductividad, la capacidad de algunos materiales para conducir la corriente eléctrica sin resistencia ni pérdidas de energía, pero investigadores de la Universidad de Rochester (EE UU) lo han logrado a 15 °C con un compuesto de hidrógeno, azufre y carbono, eso sí, a altas presiones. Es un nuevo avance hacia los ansiados sistemas eléctricos de eficiencia perfecta.
Investigadores del Instituto de Ciencias Fotónicas han descubierto que la disposición del grafeno en dos capas superpuestas y rotadas 1,1 grados ofrece muchos más estados superconductores y correlacionados que los descritos hasta ahora, además de toda una nueva gama de estados magnéticos y topológicos. El estudio abre el camino hacia la física desconocida que parece estar detrás de estos fenómenos.
Esquema del grafeno bicapa rotado al ángulo mágico encapsulado por nitrito de boro hexagonal. / ICFO / X. Lu
Los investigadores Xiaobo Lu (izquierda) y Dmitri Efetov (derecha) manipulando la configuración experimental. / ICFO
Dispositivo con la estructura de grafeno bicapa rotada en la región central negra en el cuadrado y colocado sobre la pieza que luego se ajusta al setup experimental. / ICFO
Cuando un material como el dióxido de vanadio cambia rapidísimamente de un estado aislante a otro conductor, la ruptura de los pares de iones se produce de forma muy desordenada, y no coordinada como se pensaba hasta ahora. El descubrimiento se ha realizado con el primer láser de rayos X del mundo y ofrece nuevas perspectivas en el campo de la superconductividad y el control de la materia, además de sugerir un cambio en las explicaciones sobre transiciones de fases en los libros de texto.
Cuando se coloca una capa de grafeno encima de otra con un ángulo de rotación de 1,1 grados, las propiedades electrónicas del sistema se asemejan a las de algunos materiales superconductores. El avance, que algún día podría aplicarse en transistores superconductores y computación cuántica, lo acaba de presentar el físico español Pablo Jarillo y otros científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts, en EE UU.
La superconductividad es una de las propiedades elusivas en materiales bidimensionales tan prometedores como el grafeno, pero investigadores de la Universidad de Valencia y otros centros internacionales han demostrado que es posible mantener esta propiedad en el límite bidimensional. El estudio, centrado en láminas de disulfuro de tántalo, permite avanzar en el conocimiento de las propiedades superconductoras de los materiales y abre una vía para la miniaturización de detectores ultrasensibles de campos magnéticos.
