Uma equipe de pesquisa liderada pelo Professor Zhang Jinglei, do Hefei Institutes of Physical Science da Academia Chinesa de Ciências, descobriu que o nicelato trilayer La4Ni3O10-δ exibe um campo crítico superior quase isotrópico quando submetido a alta pressão. Essa descoberta oferece importantes insights experimentais sobre os mecanismos de supercondutividade em materiais à base de níquel.

O estudo foi publicado na revista Physical Review X. Desde a descoberta da supercondutividade no nicelato bilayer La3Ni2O7-δ, que apresenta uma temperatura de transição (Tc) próxima a 80 K sob alta pressão, a supercondutividade em bloco (Tc≈20 K) também foi confirmada em cristais únicos do composto isoestrutural La4Ni3O10-δ sob pressão. No entanto, investigar suas propriedades é um desafio técnico, pois os experimentos precisam alcançar simultaneamente ultra-alta pressão, campos magnéticos intensos e temperaturas criogênicas.

Metodologia Inovadora

No estudo, a equipe utilizou o ímã resfriado a água WM5 nas instalações do Steady High Magnetic Field Facility e desenvolveu um novo sistema de medição que permite a medição direta da resistividade elétrica em cristais únicos de La4Ni3O10-δ sob condições extremas combinadas de alta pressão, campos magnéticos fortes e baixas temperaturas, tanto na direção perpendicular quanto na direção do plano.

Esse arranjo possibilitou que os pesquisadores mapeassem o comportamento do campo crítico superior em diferentes direções de campo magnético e examinassem sistematicamente sua anisotropia. Surpreendentemente, ao contrário da maioria dos supercondutores em camadas, que geralmente apresentam forte dependência direcional, este nicelato demonstrou um comportamento quase isotrópico em toda a faixa de temperatura, um recurso incomum para um material fortemente estratificado.

Implicações dos Resultados

A análise adicional sugere que esse comportamento resulta do efeito combinado de dois tipos de estados eletrônicos que contribuem de maneiras opostas para o transporte elétrico. Em particular, as duas bandas apresentam anisotropia oposta na difusividade dos portadores, que se compensam mutuamente. Isso leva a uma resposta supercondutora global quase isotrópica.

Esse trabalho estabelece uma abordagem experimental para o estudo de materiais quânticos sob condições extremas combinadas, abrindo novas possibilidades para pesquisas futuras.