Stanene, un nuovo superconduttore

Anche in campo elettrico nuovi materiali vengono sperimentati ogni giorno nel tentativo di realizzare il conduttore perfetto.

Nuovi materiali come il silicene, germanene, fosforene, sono solo alcuni di essi definiti 2D perché hanno lospessore di un solo atomo. Ma ognuno di essi presenta comunque dei limiti; anche se ottimi conduttori, parte dell’energia elettrica che li attraversa viene trasformata in calore a causa delle resistenza opposta al suo passaggio. In pratica questo accade perché gli elettroni nella loro corsa all’interno della materia si scontrano con le altre particelle e in questo sfregamento, eccitandole, generano per attrito energia termica. Ma la soluzione a questo problema sembra a portata di mano.

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Lo stanene, materiale anch’esso bidimensionale prodotto a partire dallo stagno, consentirebbe agli elettroni di percorrere la sua superficie senza scontrarsi con altri elettroni o atomi evitando la dispersione di elettricità sotto forma di calore.
Questa proprietà dovrebbe essere possibile in virtù del fatto che lo stanene è un isolante topologico, ossia un materiale che si comporta come un isolante elettrico al suo interno e come un conduttore sulla sua superficie. In questo modo gli elettroni non posso attraversare il suo centro ma possono muoversi liberamente solo sulla superficie ossia su di un piano.
In pratica, gli elettroni possono mantenere una direzione coerente e la corrente elettrica non viene dissipata sotto forma di calore perché tutte le impurità dello stanene non influiscono su questo moto, non rallentandoli, come avviene negli altri materiali.
Questo superconduttore si propone come candidato ideale per la realizzazione di circuiti elettronici se non fosse per il fatto che i suoi scopritori non hanno ancora dimostrato praticamente questa sua incredibile capacità.
Peide Ye e gli altri ricercatori della Purdue University di West Lafayette in Indiana negli Stati Uniti, stanno ancora lavorando per poter dimostrare questa capacità e forse, non ancora riusciti a dimostrarlo a causa di un processo di produzione errato che potrebbe aver compromesso le proprietà di isolante topologico.

 

Immagini da www.slac.stanford.edu 

Primo anno scolastico

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L' autore

I contenuti sono a cura di Davide Emanuele Betto, architetto e docente di tecnologia presso la S. S. I “Dante Alighieri” di Catania. Il professor Betto è formatore ed esaminatore EIPASS, e webmaster del sito didattico di Tecnologia educazionetecnica.dantect.it. Ha collaborato alla stesura delle ultime edizioni dei libri di tecnologia.

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