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notícia Fio ultrafino de nióbio conduz eletricidade seis vezes melhor que cobre
elias.girardi postou um tópico em Notícias
Nanofio com alguns átomos de espessura de fosfeto de nióbio não cristalino. Quanto mais fino, melhor condutor ele se torna. [Imagem: Il-Kwon Oh/Asir Khan] Mais fino, mais energia A condutividade elétrica do cobre é de 5,96 x 107 S/m (Siemens por metro), enquanto a do nióbio é quase 10 vezes menor, de 6,7 x 106 S/m. Mas, reforçando o saber de que as coisas não funcionam exatamente como se espera quando chegamos na escala atômica, cientistas descobriram agora que fitas à base de nióbio, quando fabricadas com apenas alguns átomos de espessura, superam em muito a condutividade elétrica do cobre. Esses filmes finos, feitos de fosfeto de nióbio (NbP), são os primeiros exemplos de materiais não cristalinos a se tornarem melhores condutores à medida que se tornam mais finos. Até agora, os melhores condutores a superar o cobre nas escalas da nanoeletrônica tinham apenas estruturas cristalinas exatas, o que significa que são necessárias temperaturas muito altas para sintetizá-los. E este é um detalhe importante: O fosfeto de nióbio pode ser fabricado e depositado em temperaturas suficientemente baixas para serem compatíveis com a fabricação de chips. Isso permitirá seu uso para a interligação dos circuitos integrados e demais componentes eletrônicos nas placas de circuito impresso, tornando os eletrônicos do futuro mais potentes e energeticamente mais eficientes. "Nós estamos rompendo um gargalo fundamental de materiais tradicionais como o cobre," disse Asir Khan, da Universidade de Stanford, nos EUA. "Nossos condutores de fosfeto de nióbio mostram que é possível enviar sinais mais rápidos e eficientes por meio de fios ultrafinos. Isso pode melhorar a eficiência energética dos chips futuros, e mesmo pequenos ganhos se acumulam quando muitos chips são usados, como nas enormes centrais de dados que armazenam e processam informações hoje em dia." Um protótipo de chip construído pela equipe usando os fios ultrafinos de fosfeto de nióbio. [Imagem: Asir Khan/Eric Pop] Semimetais topológicos É claro que tudo tem uma explicação. O fosfeto de nióbio é o que os pesquisadores chamam de semimetal topológico. Isso significa que o material pode conduzir eletricidade, mas suas superfícies externas são mais condutivas do que seu material interno. Assim, quanto mais fina for fabricada a película de fosfeto de nióbio, menor se tornará seu material interno - mas suas superfícies permanecem as mesmas. Isso permite que suas superfícies externas, mais condutivas, contribuam mais para as correntes elétricas e resultem em um material com melhor condutividade. Em comparação, metais condutores tradicionais, como o cobre, não são topológicos, o que faz com que se tornem piores condutores de eletricidade conforme vão ficando mais finos. O efeito é maior de 50 nanômetros para baixo. A 1,5 nanômetro, a condutividade elétrica do fosfeto de nióbio é seis vezes maior que a do cobre. "Acreditava-se que, se quiséssemos aproveitar essas superfícies topológicas, precisaríamos de bons filmes monocristalinos, que seriam realmente difíceis de depositar," comentou o pesquisador Akash Ramdas. "Agora temos outra classe de materiais - esses semimetais topológicos - que potencialmente podem funcionar como uma forma de reduzir o consumo de energia nos eletrônicos." Fonte: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=fio-ultrafino-niobio-conduz-eletricidade-seis-vezes-melhor-cobre&id=010115250414
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