La investigación en el campo de los materiales cuánticos avanza a pasos agigantados, y un reciente estudio liderado por el Instituto Max Planck de Física Química de Sólidos en Alemania ha dado un importante paso hacia la manipulación de estructuras superconductoras en tres dimensiones. Este avance promete transformar la forma en que entendemos y utilizamos los superconductores, materiales conocidos por su capacidad para conducir electricidad sin resistencia y expulsar campos magnéticos.
Los superconductores funcionan mediante la formación de pares de electrones denominados pares de Cooper, que se mueven de manera coherente a través del material, evitando la dispersión. Sin embargo, uno de los desafíos más significativos en este campo es la posibilidad de controlar el estado superconductivo a escalas nanométricas, lo cual es crucial para el desarrollo de dispositivos tecnológicos avanzados.
Avances en la impresión 3D a escala nanométrica
En este nuevo estudio, los investigadores han utilizado una técnica similar a la impresión 3D a nanoescala para crear estructuras superconductoras tridimensionales. Esta metodología permite un control local del estado superconductivo en estructuras que adoptan formas de puentes en 3D. De este modo, han logrado demostrar la movilidad de vórtices superconductores, defectos a escala nanométrica dentro del estado superconductivo, en tres dimensiones.
El equipo internacional, que incluye a investigadores de Alemania y Austria, ha logrado «encender» y «apagar» la superconductividad en diferentes partes de la nanostructura, una hazaña que hasta ahora era difícil de alcanzar. Al rotar la estructura en un campo magnético, los científicos pueden manipular el estado superconductivo, permitiendo así la creación de dispositivos superconductores reconfigurables.
Esta capacidad de reconfiguración abre la puerta a la construcción de componentes superconductores adaptativos y multipropósito, lo que podría dar lugar a arquitecturas lógicas superconductoras complejas e incluso a tecnologías neuromórficas. La existencia de estados superconductores coexistentes junto a estados «normales» puede facilitar efectos cuánticos interesantes, como los vínculos débiles, que son útiles para sensores ultra-sensibles.
La investigación, publicada en la revista Advanced Functional Materials, marca un avance significativo en la manipulación de materiales a escalas que son miles de veces más pequeñas que un cabello humano. Este trabajo no solo contribuye al entendimiento teórico de la superconductividad en 3D, sino que también establece las bases para la próxima generación de tecnologías superconductoras reconfigurables que podrían revolucionar múltiples sectores, desde la computación hasta la energía.
Más información:
Elina Zhakina et al, Reconfigurable Three‐Dimensional Superconducting Nanoarchitectures, Advanced Functional Materials (2025). DOI: 10.1002/adfm.202506057
