Mineral exótico

Eletrônica

Mineral exótico abre caminho para transistores quânticos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 05/01/2015

O hexaboreto de samário é um composto formado pelo metal samário e pelo raro metaloide boro. [Imagem: Gang Li]

Hexaboreto de samário

Um material estranho e iridescente que tem desafiado os cientistas há décadas acaba de se revelar: trata-se de um estado exótico da matéria que pode abrir um novo caminho para os computadores quânticos e para uma nova geração da eletrônica.

Físicos descobriram várias propriedades do composto hexaboreto de samário que aumentam as esperanças de encontrar o "silício da era quântica".

Gang Li e seus colegas afirmam que seus resultados finalmente fecham a questão de como classificar o material - um mistério que vinha sido investigado desde o final da década de 1960.

O hexaboreto de samário - ou SmB6 - é um isolante topológico natural.

Mesmo tendo a mesma composição química em toda a sua extensão, osisolantes topológicos conduzem eletricidade como um metal em toda a sua superfície, mas bloqueiam o fluxo de corrente pelo seu interior como se fossem feitos de borracha.

A existência desses materiais foi prevista teoricamente em 2005, e as primeiras amostras de isolantes topológicos foram sintetizadas em laboratório pela primeira vez em 2008.

Transistores quânticos

Uma técnica chamada magnetometria de torque, usada para observar oscilações na resposta do material a um campo magnético externo, revelou que a superfície do hexaboreto de samário contém os raros elétrons de Dirac, partículas que podem ajudar a superar um dos maiores obstáculos dacomputação quântica - os elétrons de Dirac têm energia tão alta que estabelecem uma ponte entre a mecânica clássica e a mecânica quântica.

Segundo a equipe, o comportamento do SmB6 permite rotear o fluxo de corrente elétrica nos computadores quânticos da mesma forma que o silício faz na eletrônica atual - autênticos transistores quânticos.

As propriedades tão cobiçadas do hexaboreto de samário até agora só se revelaram em temperaturas ultrafrias. Contudo, vários tipos de qubits, incluindo átomos artificiais do tipo Bose-Einstein e qubits supercondutores, também exigem essas temperaturas criogênicas.

Bibliografia:

Two-dimensional Fermi surfaces in Kondo insulator SmB6
G. Li, Z. Xiang, F. Yu, T. Asaba, B. Lawson, P. Cai, C. Tinsman, A. Berkley, S. Wolgast, Y. S. Eo, D.-J. Kim, C. Kurdak, J. W. Allen, K. Sun, X. H. Chen, Y. Y. Wang, Z. Fisk, L. Li
Science
Vol.: 346 (6214): 1208
DOI: 10.1126/science.1250366