Múltiples estados superconductores en estructuras de grafeno

Unos científicos han descubierto que ciertas estructuras microscópicas presentes en el grafito natural pueden albergar múltiples estados superconductores. La superconductividad es un estado electrónico de la materia en el que los electrones se emparejan y se deslizan a través de un material sin encontrar resistencia.

Si bien se conocen miles de materiales superconductores, es raro que un mismo material albergue múltiples formas de superconductividad.

El hallazgo lo ha hecho un equipo integrado, entre otros, por Junseok Seo y Long Ju, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos

El equipo realizó sus descubrimientos en muestras de grafeno romboédrico, que es una estructura natural dentro del grafito que consiste en una pila de cuatro o cinco capas de grafeno.

El grafeno es una lámina de carbono de un solo átomo de grosor, en la cual los átomos están unidos mediante enlaces muy robustos que dan lugar a una red hexagonal plana muy característica, que recuerda a la estructura de un panal de abejas.

Los investigadores constataron, estupefactos, que varios de los nuevos estados superconductores en el grafeno romboédrico pueden persistir en presencia de un campo magnético, que normalmente anula la superconductividad.

Y, para mayor sorpresa, estos estados superconductores incluso se fortalecen al exponerse a un campo magnético.

Este gráfico ilustra tres maneras diferentes en que los electrones pueden emparejarse y fluir a través del grafeno romboédrico pentacapa sin resistencia. Los tres estados superconductores (representados por distintos colores) persisten e incluso pueden potenciarse en un campo magnético, el cual normalmente anula la superconductividad. (Imagen: Amy Pan / RLE / MIT. CC BY-NC-ND 3.0)

En resumen, estos hallazgos revelan una nueva familia de estados superconductores no convencionales en un material aparentemente simple.

Seo, Ju y sus colegas exponen los detalles técnicos de su descubrimiento en la revista académica Nature, bajo el título “Family of magnetic field-boosted superconductors in rhombohedral graphene”. (Fuente: NCYT de Amazings)