Nos últimos anos, uma classe de materiais conhecida como eletretos tem ganhado um maior interesse científico. Com uma densidade eletrônica não ligada aos núcleos atômicos, mas estando confinada no interstício do cristal, os elétrons do eletreto se comportam como ânions e são responsáveis por propriedades físicas que podem ter diversas aplicações tecnológicas, como terminais de baterias, emissores de elétrons, supercondutores, entre outras finalidades.
O trabalho “Predicted Superconductivity in Electride Li5C”, que foi recentemente destaque da capa do The Journal of Physical Chemistry C, revelou, através de modelos físicos computacionais, a existência de um potencial eletreto supercondutor de maior temperatura crítica prevista na literatura até então, com Tc = 48,3 K.
Para alcançar este resultado, aplicou-se o método CALYPSO (Crystal structure AnaLYsis by Particle Swarm Optimization) que implementa um algoritmo de otimização de “enxame de partículas”. Este método, usado em conjunção com o método VASP de estrutura eletrônica, permite encontrar novas estruturas e, ainda, prever ou descobrir materiais estáveis ou metaestáveis. Dessa forma, foi identificado o composto Li5C no intervalo de pressão entre 50 a 210 GPa.
O primeiro autor do trabalho, Zenner S. Pereira, docente da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA) e pesquisador integrante do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), conta que tal descoberta representa um recorde de valor da temperatura crítica de supercondução e que eleva a barra na busca por supercondutividade nestes eletretos que podem ser um caminho para supercondutores de alta temperatura crítica.
“O próximo passo é continuar na busca e predição por novos materiais supercondutores. O que sabemos é que o nosso trabalho pode guiar pesquisadores experimentais na síntese deste eletreto, principalmente porque esse é um campo novo e há evidências da existência de muitos eletretos supercondutores ainda não sintetizados”, explica o pesquisador.
O trabalho também conta com a participação de Giovani M. Faccin, da Universidade Federal da Grande Dourados (UFGD), e de Edison Z. da Silva, da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), ambos também pesquisadores do CDMF. A pesquisa recebeu apoio financeiro da FAPESP, CNPq e UFERSA-Caraúbas, e contou com os recursos computacionais do Centro Nacional de Processamento de Alto Desempenho em São Paulo (Cenapad-SP), Centro de Computação John David Rogers (CCJDR-Unicamp) e SDumont (LNCC).
O artigo pode ser acessado no repositório do CDMF clicando AQUI.
Predicted Superconductivity in Electride Li5C.
Zenner S. Pereira, Giovani M. Faccin, and E. Z. da Silva.
The Journal of Physical Chemistry C -125 (16), 8899-8906 (2021)
