Pesquisadores identificaram como imperfeições microscópicas e vibrações em um material quântico podem ser usadas para controlar um efeito quântico incomum. Uma equipe internacional liderada pelo professor Dongchen Qi, da Escola de Química e Física da QUT, e pelo professor Xiao Renshaw Wang, da Universidade Tecnológica de Nanyang, em Singapura, conduziu o trabalho. A revista Newton publicou a descoberta.
Os cientistas investigaram o mecanismo que governa o efeito Hall Não Linear (NLHE). A equipe estudou um material topológico de alta qualidade conhecido por suas propriedades eletrônicas incomuns. O NLHE permanece estável até a temperatura ambiente. De acordo com o Phys, essa estabilidade em temperatura ambiente representa um avanço significativo para aplicações práticas do fenômeno quântico.
Os pesquisadores controlaram a direção e a intensidade da voltagem gerada pela temperatura. Em temperaturas baixas, pequenas imperfeições no material dominaram o comportamento. Assim, à medida que o material aquecia, vibrações naturais da rede cristalina assumiram o controle. O sinal elétrico inverteu a direção.
“O NLHE é um fenômeno quântico sofisticado na física da matéria condensada onde uma voltagem é gerada perpendicularmente a uma corrente alternada aplicada, mesmo na ausência de um campo magnético”, afirmou o professor Qi.
Eletrônicos sem baterias
O estudo buscou compreender como controlar esse fenômeno quântico. O objetivo é aplicá-lo no desenvolvimento de dispositivos eletrônicos menores, porém, mais rápidos e mais eficientes para captação de energia. Porém, diferentemente do efeito Hall clássico, essa versão quântica permite que sinais elétricos alternados sejam convertidos diretamente em corrente contínua utilizável. Ou seja, não há necessidade de diodos tradicionais ou componentes volumosos.
“Esse efeito nos permite converter sinais alternados diretamente em corrente contínua, que é o necessário para alimentar dispositivos eletrônicos. Em princípio, significa sensores ou chips que poderiam operar sem baterias, extraindo energia de seu ambiente”, acrescentou o professor Qi.
“Uma vez que você entende o que está acontecendo dentro do material, você pode projetar dispositivos para tirar vantagem disso”, disse o professor Qi.
Assim, os pesquisadores indicam que a compreensão do funcionamento interno do material permitirá o desenvolvimento de dispositivos que aproveitem esse efeito. As aplicações futuras incluem, por exemplo, sensores autoalimentados, tecnologia vestível e componentes ultrarrápidos para redes sem fio de próxima geração.
“É quando os efeitos quânticos deixam de ser abstratos e começam a se tornar úteis, apoiando aplicações futuras que vão desde sensores autoalimentados e tecnologia vestível até componentes ultrarrápidos para redes sem fio de próxima geração”, concluiu o professor Qi.
