No laboratório da Universidade Cornell, físicos descobriram inesperadamente que a supercondutividade no seleneto de ferro FeSe não depende da quantidade de elétrons, mas de quão perfeita é a rede cristalina do material. Essa conclusão muda a conceção habitual sobre os supercondutores de alta temperatura e abre um novo caminho para o seu controlo.
Normalmente, nesses materiais os cientistas alteram o número de elétrons — a chamada dopagem — para atingir a «cúpula» da supercondutividade, onde o material perde a resistência a temperaturas relativamente altas. No FeSe, porém, tudo se revelou diferente. Os investigadores liderados por Kyle Shen mostraram que a curva dessa cúpula está estreitamente ligada à dispersão dos elétrons nos defeitos da rede, e não à concentração de portadores de carga.
Imaginem as ruas de uma cidade: se as estradas são lisas e sem buracos, os carros circulam depressa e sem obstáculos. Basta surgirem covas e obstáculos — o trânsito abranda, mesmo que não haja mais carros. Assim é no cristal de FeSe: os elétrons «tropeçam» nas imperfeições da rede, e é precisamente isso que determina quando o material se torna supercondutor.
O pós-doutorando Paul Malinowski, primeiro autor do trabalho publicado na PNAS, explica: «Descobrimos que a cúpula neste material é controlada por algo completamente diferente daquilo a que estamos habituados. Não pelo número de elétrons que se adicionam, mas pelos obstáculos que eles encontram no caminho — quão perfeita ou imperfeita é a rede cristalina».
Os experimentalistas utilizaram uma nova metodologia de controlo do FeSe e mediram como a resistência varia com diferentes níveis de desordem. Verificou-se que uma desordem mínima permite alcançar a temperatura máxima de supercondutividade, enquanto a simples alteração do número de elétrons produz um efeito muito menor. Isto distingue o FeSe da maioria dos outros supercondutores contendo ferro.
A descoberta é importante não só para a física fundamental. Compreender o papel da desordem estrutural pode ajudar a criar materiais mais estáveis e controláveis para as tecnologias do futuro — de ímanes potentes a dispositivos quânticos. Quanto mais limpa for a rede, mais perto estaremos do uso prático da supercondutividade de alta temperatura.
