Pesquisadores alcançaram supercondutividade no germânio, um semicondutor comum, dopando-o com precisão com átomos de gálio. Este avanço, detalhado em um novo estudo, poderia permitir dispositivos quânticos e eletrônicos criogênicos mais eficientes. O material conduz eletricidade com resistência zero a 3,5 Kelvin.
Por décadas, cientistas têm buscado combinar as propriedades de semicondutores como o germânio com a supercondutividade, que permite que correntes elétricas fluam sem resistência. O germânio, amplamente usado em chips de computador e fibras ópticas, forma a base da eletrônica moderna, mas induzir a supercondutividade tem se mostrado desafiador devido à necessidade de arranjos atômicos precisos.
Uma equipe liderada por pesquisadores da New York University, University of Queensland, ETH Zurich e Ohio State University obteve sucesso usando epitaxia de feixe molecular para incorporar átomos de gálio em filmes de germânio. Esse processo de dopagem, guiado por métodos avançados de raios X, cria uma estrutura cristalina estável onde o gálio substitui átomos de germânio, permitindo o emparelhamento de elétrons para supercondutividade a 3,5 Kelvin, ou cerca de -453 graus Fahrenheit.
"Estabelecer a supercondutividade no germânio... pode potencialmente revolucionar dezenas de produtos de consumo e tecnologias industriais", disse Javad Shabani, físico na New York University e diretor de seu Center for Quantum Information Physics.
O estudo, publicado na Nature Nanotechnology em 2025, destaca aplicações potenciais em circuitos quânticos e eletrônicos de baixo consumo. Peter Jacobson, físico na University of Queensland, observou que o material permite interfaces limpas entre regiões supercondutoras e semicondutoras, essenciais para dispositivos quânticos escaláveis. "Esses materiais poderiam sustentar circuitos quânticos futuros, sensores e eletrônicos criogênicos de baixo consumo", disse Jacobson.
Diferente de abordagens anteriores que causavam defeitos cristalinos, este método garante estruturas uniformes compatíveis com camadas de silício, reduzindo a absorção de sinal em tecnologias quânticas. David Cardwell na University of Cambridge o descreveu como potencialmente transformacional para a computação quântica, que requer supercoldamento. O trabalho recebeu apoio parcial do Office of Scientific Research da Força Aérea dos EUA.