Fyzikové z japonského centra RIKEN vytvořili první tenké vrstvy se speciální kombinací elektrických a topologických vlastností. Tato demonstrace by mohla pomoci k realizaci nových forem elektroniky s vysokou energetickou účinností.
V některých materiálech se mohou různé elektronové pásy křížit a mít stejnou energii. Takové křížení pásů zásadně mění vlastnosti elektronových vln, což vede k nejrůznějším emergentním jevům. „Například na elektrony může působit jakési fiktivní magnetické pole, které může být neuvěřitelně silné, někdy až 100krát silnější než pole generovaná konvenčními cívkami,“ říká spoluautor studie Ryutaro Yoshimi.
Nekonvenční pásové struktury vedou ke vzniku speciální třídy materiálů známých jako topologické izolátory. Jejich povrchy mohou vést elektřinu, ale jejich vnitřek je izolant. Topologické izolátory vzbuzují velký zájem kvůli svým neobvyklým vlastnostem.
R. Yoshimi a jeho spolupracovníci nyní vyrobili tenké vrstvy, které jsou topologickými izolátory a vykazují feroelektrické vlastnosti, což znamená, že obsahují malé elektrické dipóly s kladnými a zápornými konci. Kombinace topologie a feroelektricity je užitečná z praktického hlediska, protože poskytuje inženýrům pohodlný způsob, jak modifikovat topologické vlastnosti materiálu.
Ryutaro Yoshimi et al, Emergence of Ferroelectric Topological Insulator as Verified by Quantum Hall Effect of Surface States in (Sn,Pb,In)Te Films, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.176602. On arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2411.17263
Zdroj: RIKEN / Phys.org
