Los investigadores estudian nuevos materiales con potencial para los ordenadores cuánticos

Por TPN/Lusa, in Tecnología, Escuela, Ciencia · 17-03-2021 20:00:00 · 0 Comentarios

Investigadores de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Oporto (FCUP) forman parte de un equipo que estudia nuevos materiales tridimensionales similares al grafeno que pueden utilizarse en ordenadores y sensores cuánticos, se anunció el 16 de marzo.

En un comunicado, la FCUP explica que los nuevos materiales tridimensionales (3D) son semimetales de Dirac-Weyl, un conjunto de cristales sintéticos, producidos en el laboratorio, cuyas propiedades electrónicas pueden permitir su uso "en los ordenadores del futuro".

"Estos cristales son tridimensionales y presentan una característica poco común: electrones que se comportan como si no tuvieran masa", aclara la institución.

Los materiales, que se cree que son "más robustos que el grafeno", pueden volverse insensibles a condiciones aleatorias, como la presencia de impurezas.

Citado en el documento, João Pedro Pires, investigador de la FCUP, afirma que esta característica "rara" tiene "muchas consecuencias en la conductividad eléctrica", ya que son "conductores extremadamente buenos".

"Los primeros estudios teóricos se hicieron asumiendo que el cristal era perfecto. Lo mismo había ocurrido con el grafeno, pero en 2014 se puso por primera vez en duda si la física de los electrones cambiaría cuando los cristales tienen imperfecciones, como se sabe que ocurre en las muestras reales de grafeno", señala.

Para responder a preguntas como si las imperfecciones en el cristal convierten a este semimetal en un metal convencional o si las impurezas producidas destruirán las características electrónicas en estos materiales, los investigadores iniciaron el estudio en 2019.

Fue en la Universidad de Florida Central (Estados Unidos), donde el investigador portugués estuvo como parte de su doctorado y donde se descubrieron estos materiales, donde se inició el estudio teórico.

En el ámbito de la investigación, publicada en la revista estadounidense 'Physical Review Research', los investigadores concluyeron que estos semimetales son "inestables al desorden" y que existe un "cambio exponencialmente pequeño que los transforma en metales normales en presencia de impurezas".

Para ello, es "fundamental" el uso del software QuantumKITE, desarrollado en 2018 por dos investigadores de la FCUP, que permite una simulación eficiente de la materia cuántica.

La cuestión ahora es si el "nivel de pequeñez del efecto es relevante o no para hacer inviable" la aplicación de este tipo de materiales a las nuevas tecnologías cuánticas.

En este sentido, el siguiente paso de la investigación es estudiar el efecto de diferentes modelos de defectos con el objetivo de "orientar la optimización de la producción de estos materiales, teniendo en cuenta las posibles limitaciones en su aplicación tecnológica".

"Si el problema principal está sólo en las impurezas, los investigadores pueden utilizar una sala más limpia para producir estos cristales", aclara João Pedro Pires, añadiendo que uno de los retos asociados a los ordenadores cuánticos es su "gran sensibilidad" a la temperatura y a las impurezas.

Esta sensibilidad también puede aplicarse a nuevos tipos de sensores, como los de radiación infrarroja o los componentes láser ultrarrápidos, en los que este factor adquiere gran importancia.

Iniciado en 2019, el estudio, publicado recientemente, integró a investigadores de la Universidad de Minho, la Universidad de York (Inglaterra), la Universidad de Florida Central (Estados Unidos), la Universidad de Twente (Países Bajos) y la Universidad de Sabanci-Tulsa (Turquía).



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