Esta imagen muestra varios cables moleculares superconductores a nanoescala sobre un sustrato de plata. Crédito:Imagen cortesía de Saw ‑ Wai Hla y Kendal Clark, Universidad de Ohio.
Los científicos han descubierto el superconductor más pequeño del mundo, una hoja de cuatro pares de moléculas de menos de un nanómetro de ancho. El estudio dirigido por la Universidad de Ohio, publicado el domingo como una publicación anticipada en línea en la revista Nanotecnología de la naturaleza , proporciona la primera evidencia de que se pueden fabricar alambres superconductores moleculares a nanoescala, que podría usarse para dispositivos electrónicos a nanoescala y aplicaciones energéticas.
"Los investigadores han dicho que es casi imposible hacer interconexiones a nanoescala utilizando conductores metálicos porque la resistencia aumenta a medida que el tamaño del cable se vuelve más pequeño. Los nanocables se calientan tanto que pueden derretirse y destruirse. Ese problema, Calentamiento Joule, ha sido una barrera importante para hacer realidad los dispositivos a nanoescala, "dijo el autor principal, Saw-Wai Hla, profesor asociado de física y astronomía en el Instituto de Fenómenos Cuánticos y Nanoescala de la Universidad de Ohio.
Los materiales superconductores tienen una resistencia eléctrica de cero, por lo que puede transportar grandes corrientes eléctricas sin disipación de energía ni generación de calor. La superconductividad se descubrió por primera vez en 1911, y hasta hace poco, fue considerado un fenómeno macroscópico. El hallazgo actual sugiere, sin embargo, que existe a escala molecular, que abre una ruta novedosa para estudiar este fenómeno, Dijo Hla. Los superconductores se utilizan actualmente en aplicaciones que van desde supercomputadoras hasta dispositivos de imágenes cerebrales.
Esta imagen muestra el superconductor más pequeño, que tiene solo .87 nanómetros de ancho. Crédito:Imagen cortesía de Saw ‑ Wai Hla y Kendal Clark, Universidad de Ohio.
En el nuevo estudio, que fue financiado por el Departamento de Energía de EE. UU., El equipo de Hla examinó moléculas sintetizadas de un tipo de sal orgánica, (APUESTAS) 2 -GaCl 4 , colocado sobre una superficie de plata. Usando espectroscopia de túnel de barrido, los científicos observaron superconductividad en cadenas moleculares de varias longitudes. Para cadenas de menos de 50 nanómetros de longitud, la superconductividad disminuyó a medida que las cadenas se acortaban. Sin embargo, los investigadores aún pudieron observar el fenómeno en cadenas tan pequeñas como cuatro pares de moléculas, o 3,5 nanómetros de longitud.
Para observar la superconductividad a esta escala, los científicos necesitaban enfriar las moléculas a una temperatura de 10 Kelvin. Las temperaturas más cálidas redujeron la actividad. En estudios futuros, Los científicos pueden probar diferentes tipos de materiales que podrían formar alambres superconductores a nanoescala a temperaturas más altas. Dijo Hla.
"Pero hemos abierto una nueva forma de entender este fenómeno, lo que podría conducir a nuevos materiales que podrían diseñarse para funcionar a temperaturas más altas, " él dijo.
El estudio también es digno de mención por proporcionar evidencia de que las sales orgánicas superconductoras pueden crecer en un material de sustrato.
"Esto también es vital si se quiere fabricar circuitos electrónicos a nanoescala utilizando moléculas orgánicas, "Hla agregó.
