O persoal investigador do Centro Singular de Investigación en Química Biolóxica e Materiais Moleculares da USC (CiQUS), en colaboración co grupo de Microscopía de Detección Cuántica de CIC nanoGUNE, publicou na revista Nature os resultados dun estudo que revela como a paridade dunha cadea cuántica, é dicir, se contén un número par ou impar de unidades, pode cambiar a súa interacción cun supercondutor. As cadeas cun número impar interactúan magneticamente, mentres que as pares non o fan.
As cadeas están formadas por triangulenos, fragmentos triangulares de grafeno con espín (S=1). Cando se enlazan, os seus espíns forman unha fase de Haldane, que desenvolve nos seus extremos estados fraccionarios con espín (S=1/2). O estudo centrouse en que ocorre cando estes estados fraccionarios entran en contacto cun supercondutor.
Para superar o reto experimental de fabricar estas nanoestruturas sobre superficies supercondutoras, os investigadores desenvolveron unha plataforma combinando unha película de ouro (25-30 capas atómicas) sobre niobio. Esta estrutura adquire supercondutividade pola proximidade ao niobio, conservando o contorno químico do ouro e as propiedades electrónicas do supercondutor.
As medicións mediante microscopía e espectroscopia de efecto túnel confirmaron o efecto de paridade: as cadeas impares mostraron unha interacción magnética co supercondutor, mentres que as pares non a presentaron, evidenciando o papel determinante do número de unidades.
Diego Peña, profesor de investigación Oportunius e líder do equipo do CiQUS, sinalou que "este traballo é un exemplo de como a investigación que desenvolvemos no CiQUS contribúe ao avance das tecnoloxías cuánticas, combinando o deseño molecular, a síntese química e a física de superficies para o estudo de propiedades cuánticas emerxentes".
Nacho Pascual, profesor Ikerbasque en nanoGUNE, engadiu que "as moléculas magnéticas son candidatas a servir como bits cuánticos, e un supercondutor ofrece un contorno onde lelos e protexelos do ruído". Explicou que os resultados mostran un método para "acender ou apagar a interacción das cadeas co supercondutor cambiando a súa lonxitude nunha soa unidade", establecendo unha plataforma para combinar a construción de materiais moleculares con precisión atómica e a supercondutividade.
O traballo foi financiado por proxectos como MOLSENSE, CONSPIRA e MolDAM. O CIC nanoGUNE e o CiQUS recibiron acreditacións como Unidades de Excelencia María de Maeztu e contan con apoio da Xunta de Galicia e da Unión Europea.
