I ricercatori hanno scoperto che un piccolo allungamento è sufficiente per liberare le proprietà elettriche esotiche di un isolante topologico appena scoperto, liberare un comportamento precedentemente rinchiuso a temperature criogeniche.

Il composto, chiamato esaboruro di samario, è stato studiato per decenni. Ma recentemente ha goduto di un'ondata di rinnovato interesse poiché gli scienziati hanno prima previsto e poi scoperto che si trattava di un nuovo tipo di isolante topologico, un materiale che bandisce le correnti elettriche dal suo interno e le costringe a viaggiare lungo la sua periferia. Quel comportamento emerge solo a circa 4 gradi sopra lo zero assoluto, anche se, vanificare potenziali applicazioni.

Ora, sperimentalisti dell'Università della California, Irvine (UCI), lavorando con il JQI Fellow Victor Galitski e l'ex ricercatore post-dottorato JQI Maxim Dzero (ora alla Kent State University), hanno trovato un modo per attivare il comportamento criogenico dell'esaboruro di samario a temperature molto più elevate. Allungando piccoli cristalli del metallo di meno di un punto percentuale, il team è stato in grado di individuare le correnti superficiali tipiche di un isolante topologico a 240 K (meno 33 C), quasi a temperatura ambiente e, in ogni caso, ben lontano da 4 K. Le correnti persistevano anche una volta rimosso il ceppo.

La loro tecnica, che è stato recentemente segnalato in Materiali della natura , utilizza elementi piezoelettrici che si piegano quando vengono alimentati con una corrente elettrica. Sospendendo un campione di esaboruro di samario tra due supporti in titanio e tirando da un lato, i ricercatori potrebbero misurare le proprietà elettriche del cristallo per diverse temperature e quantità di allungamento.

L'anno scorso, Galitski ha collaborato con lo stesso gruppo sperimentale dell'UCI e ha scoperto una potenziale applicazione per le insolite correnti superficiali dell'esaboruro di samario. Hanno scoperto che tenere un piccolo cristallo a una tensione fissa potrebbe produrre correnti oscillanti sulla sua superficie. Tali segnali tick-tock sono al centro della moderna elettronica digitale, ma in genere richiedono orologi molto più grandi dei cristalli di dimensioni micron.

Il nuovo risultato potrebbe rendere più probabili tali applicazioni, e potrebbe anche essere realizzato senza elementi piezoelettrici. Potrebbe essere possibile far crescere l'esaboruro di samario come un film sottile sopra un altro materiale che lo farebbe allungare naturalmente, dicono i ricercatori.