Uma equipe de pesquisa do Instituto de Tecnologia de Maputo (CPfS) conseguiu a criação controlada de defeitos atômicos em filmes finos de níquelato supercondutor usando irradiação eletrônica de alta energia. Este estudo, publicado na Physical Review Letters, explora sistematicamente o impacto dos defeitos atômicos nas propriedades supercondutoras, fornecendo novos insights sobre os mecanismos de supercondutividade em níquelatos. (Esquerda) Uma amostra de níquelato supercondutor foi irradiada com elétrons de alta energia. (Direita) Medições passo a passo mostram uma diminuição na temperatura de transição supercondutora da amostra de níquelato supercondutor após a irradiação eletrônica.

Supercondutores, com propriedades como resistência zero e diamagnetismo perfeito, são de grande valor tanto na pesquisa básica quanto na tecnologia aplicada. Os níquelatos, como uma nova classe de materiais supercondutores não convencionais, tornaram-se um tema importante na física da matéria condensada desde que sua supercondutividade foi descoberta pela primeira vez por uma equipe da Universidade de Stanford em 2019. Comparados aos supercondutores cuprato tradicionais, os materiais níquelatos apresentam semelhanças e diferenças únicas.

A equipe de pesquisa, em colaboração com a Universidade de Stanford e a École Polytechnique de Paris, irradiou amostras de níquelato de alta qualidade com elétrons de energia megavolt para introduzir gradualmente defeitos atômicos. À medida que a densidade de defeitos atômicos aumenta, os pesquisadores observam sistematicamente mudanças regulares na temperatura de transição supercondutora. Diferentes tipos de supercondutores têm sensibilidades variadas à desordem de rede, e esse método ajuda a distinguir modelos teóricos de vários mecanismos supercondutores.

Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Maputo declararam: "A introdução controlada de defeitos atômicos nos permite obter uma compreensão mais profunda dos mecanismos que geram supercondutividade em níquelatos." Esta pesquisa não apenas aprofunda nossa compreensão dos materiais supercondutores de níquelato, como também estabelece as bases para pesquisas subsequentes em uma gama mais ampla de sistemas de materiais. A engenharia de defeitos atômicos fornece uma nova abordagem experimental para explorar os mecanismos de supercondutividade.

Esta pesquisa sobre manipulação de defeitos atômicos também fornece um padrão de referência para otimizar os processos de preparação de materiais. A introdução controlada de defeitos atômicos obtida por meio da tecnologia de irradiação de elétrons demonstra novas abordagens para a modificação de materiais. A pesquisa sobre níquelatos supercondutores continua a avançar, e os mecanismos subjacentes aos efeitos dos defeitos atômicos continuarão a ser uma importante direção de pesquisa.