Los científicos han descubierto un nuevo tipo de material cuántico a granel con propiedades intrínsecamente magnéticas y topológicas. El nuevo material se llama telururo de manganeso y bismuto MnBi2Te4 y es extremadamente prometedor para su aplicación en espintrónica antiferromagnética y tecnologías cuánticas.
Los materiales cuánticos se centran en todo el mundo en actividades de investigación dentro de diversas disciplinas científicas. Esta clase de material parece ser cada vez más compleja y rica en fenómenos físicos como el magnetismo, la superconductividad o la topología, y por lo tanto es extremadamente prometedora para los avances tecnológicos en elcampos de procesamiento de información, sensores, informática y muchos más. También en TU Dresden, la investigación de materiales cuánticos juega un papel importante. Con el establecimiento del Cluster of Excellence ct.qmat - Complejidad y topología en materiales cuánticos junto con Julius-Maximilians-Universidad de Würzburg, el campo ha ganado aún más impacto.
Las propiedades extraordinarias en los materiales cuánticos a menudo requieren condiciones especiales, apenas alcanzables, como bajas temperaturas, campos magnéticos extremadamente fuertes o alta presión. Por lo tanto, los científicos buscan materiales que exhiban sus propiedades exóticas incluso a temperatura ambiente, sin campos magnéticos externos.y bajo presión atmosférica normal. Especialmente prometedores son los llamados aislantes topológicos magnéticos MTI. Se consideran una fuente de cuasi partículas novedosas y fenómenos cuánticos sin precedentes, pero su implementación experimental es muy desafiante.
La Dra. Anna Isaeva es miembro asociada del Cluster of Excellence ct.qmat y Profesora Junior de Síntesis y Crecimiento Cristalino de Materiales Cuánticos en TU Dresden y el Instituto Leibniz para Investigación de Materiales y Estado Sólido Dresden IFW. Junto con ellagrupo, ella trabaja en la interfaz de química, física y cristalografía en la identificación de nuevos materiales cuánticos.
En una gran cooperación internacional de más de 40 científicos de más de 20 instituciones de investigación, el equipo del Dr. Isaeva está significativamente involucrado en el descubrimiento de un material cuántico nuevo y prometedor. Junto con el Dr. Alexander Zeugner del Instituto Leibniz de Estado Sólido y MaterialesInvestigando Dresden, los científicos de TU Dresden desarrollaron la primera técnica de cultivo de cristales para el primer material topológico intrínsecamente magnético: el telururo de manganeso y bismuto MnBi2Te4 y caracterizaron las propiedades físicas de los cristales. La cooperación de la investigación fue capaz de demostrar ambos en teoría,dirigido por el Centro Internacional de Física de Donostia en España, y en experimentos espectroscópicos, encabezados por la Universidad de Würzburg, que MnBi2Te4 es el primer aislante topológico antiferromagnético AFMTI por debajo de su temperatura Néel.
La importancia de este descubrimiento para la comunidad científica es enorme: un cristal MTI tiene un estado de borde en su superficie que puede lograr una conductividad Hall cuantificada incluso sin un campo magnético externo. Además, la fabricación de un AFMTI hace una contribución importanteal floreciente campo de la espintrónica antiferromagnética. La nueva área de investigación de materiales magnéticos de van der Waals también podría beneficiarse de los nuevos ferromagnetos bidimensionales.
El equipo del Dr. Isaeva ya ha optimizado aún más el protocolo de síntesis para el nuevo material para que los cristales individuales MnBi2Te4 puedan producirse más fácilmente. Los equipos de investigación de todo el mundo se han unido al estudio de la interacción del magnetismo y la topología en MnBi2Te4. Los resultados recientes muestran que existeson derivados aún más estructurales de MnBi2Te4, que son relevantes en el contexto de MTI.
"Somos testigos del surgimiento de una nueva familia de aisladores topológicos magnéticos que dependen de la magnetización intrínseca en lugar del enfoque de dopaje magnético. Hay mucha competencia entre los equipos en todo el mundo, lo que también ha provocado una avalancha de nuevas publicaciones sobre elsujeto ", dice la Dra. Anna Isaeva, profesora de junio, refiriéndose a tres artículos posteriores de su propio equipo.
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Materiales proporcionado por Technische Universität Dresden . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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