Los aislantes topológicos representan un área clave de investigación porque podrían usarse como superconductores en la electrónica del futuro. Los materiales de este tipo se comportan como aislantes en el interior, mientras que sus superficies tienen propiedades metálicas y conducen electricidad. Un tridimensionalPor lo tanto, el cristal de un aislante topológico conduce electricidad en su superficie, mientras que no puede fluir corriente dentro. Además, debido a la mecánica cuántica, la conductividad en la superficie es casi sin pérdidas: la electricidad se conduce a largas distancias sin generación de calor.
Además de estos materiales, existe otra clase conocida como aislantes topológicos de segundo orden. Estos cristales tridimensionales tienen canales conductores unidimensionales que corren a lo largo de ciertos bordes de cristal. Los materiales de este tipo son particularmente adecuados para aplicaciones potencialesen computación cuántica.
predicción teórica
Los expertos suponen que el bismuto semimetal exhibe algunas de las propiedades de un material topológico de segundo orden. Además, los investigadores también han predicho, desde la teoría, que capas atómicamente delgadas de otro ditellurida de tungsteno semimetal WTe2 se comportarán comoaisladores topológicos de segundo orden: en otras palabras, conducirán la electricidad sin pérdidas en los bordes mientras que el resto de la capa se comporta como un aislante.
El equipo dirigido por el profesor Christian Schönenberger del Departamento de Física y el Instituto Suizo de Nanociencia de la Universidad de Basilea ha analizado pequeños cristales de ditellurida de tungsteno que consisten en entre una y 20 capas. Para determinar las características eléctricas del material, unieron contactos superconductoresantes de aplicar un campo magnético. Como el material era sensible a la oxidación, los investigadores trabajaron en una caja especial baja en oxígeno y recubrieron el ditellurido de tungsteno con otro cristal, que era estable en el aire.
oscilaciones características
Al analizar el flujo de corriente dentro del cristal principal, los científicos detectaron numerosas oscilaciones de decadencia lenta. "Mientras que una distribución de corriente uniforme conduce a oscilaciones de decadencia rápida, los estados de borde extremadamente conductivos generan corrientes de oscilación lenta y muy oscilantes como las que medimos", explica el Dr. Artem Kononov, primer autor del estudio y miembro de Georg H. Endress en el Departamento de Física." La única explicación posible de nuestros resultados es que una gran fracción de la corriente fluye a lo largo de los bordes estrechos ".
"Estas observaciones respaldan las predicciones teóricas de que el ditellurida de tungsteno es un material topológico de orden superior. Esto abre nuevas posibilidades para la superconductividad topológica, que podría tener aplicaciones en áreas como la computación cuántica", dice Christian Schönenberger, quien está investigando la superconductividad topológica enpilas de ciertos materiales bidimensionales como parte de un proyecto ERC.
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Materiales proporcionado por Universidad de Basilea . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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