Descoberto novo material supercondutor em dicalcogenetos metálicos

Uma equipe de cientistas do Instituto de Ciências Físicas de Hefei, Academia Chinesa de Ciências, recebeu suporte do laboratório Steady High Magnetic Field Facility (SHMFF) para sua pesquisa sobre transporte elétrico e medições magnéticas. Como resultado, eles descobriram um novo material supercondutor chamado (InSe2)xNbSe2, que possui uma estrutura cristalina única. Esse material tem uma temperatura de transição supercondutora de 11,6 K, tornando-se o supercondutor de sulfeto de metal de transição com a maior temperatura de transição sob pressão normal.

Materiais de dicalcogeneto de metal têm atraído significativa atenção devido às suas diversas aplicações em catálise, armazenamento de energia e circuitos integrados. No entanto, suas aplicações potenciais têm sido limitadas pela sua temperatura de transição supercondutora relativamente baixa.

Neste estudo, os cientistas fabricaram um novo material supercondutor com a fórmula química (InSe2)xNbSe2. Ao contrário das condições típicas em que átomos individuais são inseridos em lacunas de van der Waals em materiais de baixa dimensão, foi descoberto que o (InSe2)xNbSe2 possui cadeias estreitamente conectadas formadas pelos átomos de índio inseridos ligados ao InSe2.

“Este material possui uma temperatura de transição muito alta entre todos os supercondutores de dicalcogeneto de metal de transição (TMD)”, disse o professor Zhang Changjin, que liderou a equipe de pesquisa. “Ele também apresenta uma densidade de corrente crítica impressionante.”

A temperatura de transição supercondutora da amostra (InSe2)0.12NbSe2 pode chegar a 11,6 K sob pressão normal, o que é 60% maior do que a do NbSe2 puro.

Além disso, o supercondutor (InSe2)xNbSe2 demonstra uma densidade de corrente crítica elevada de 8×105 A/cm2, que é também o valor mais alto entre todos os supercondutores TMD. Essa densidade de corrente crítica é comparável aos supercondutores de alta temperatura, como os cupratos e compostos à base de ferro, o que indica suas promissoras aplicações.

Essa descoberta abre novas possibilidades para a pesquisa em supercondutividade e o desenvolvimento de supercondutores de alta temperatura com propriedades aprimoradas, de acordo com a equipe de pesquisa.

Fonte:
Rui Niu et al, Enhanced Superconductivity and Critical Current Density Due to the Interaction of InSe2 Bonded Layer in (InSe2)0.12NbSe2, Journal of the American Chemical Society (2024). DOI: 10.1021/jacs.3c09756

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