In un recente articolo pubblicato su Lettere di revisione fisica una collaborazione di ricerca ha riportato nuove intuizioni sulla conduzione elettronica e l'interferenza sugli isolanti topologici 2-D, un tipo esotico di isolante che conduce solo ai margini e che potrebbe essere la chiave per lo sviluppo di una nuova generazione di dispositivi elettronici.

Per decenni, si pensava che i materiali isolanti fossero un argomento noioso dal punto di vista dell'elettronica, poiché gli elettroni sono immobili e non possono contribuire alla conduzione elettrica. Recentemente, i ricercatori hanno proposto una diversa classe di isolante e l'hanno trovata sperimentalmente. Si chiamano "isolatori topologici, " in quanto la loro struttura elettronica può essere classificata matematicamente in modo diverso rispetto agli isolanti convenzionali.

Una proprietà affascinante degli isolanti topologici è che pur rimanendo isolanti nella massa, sono ottimi conduttori al limite. A quei bordi, gli elettroni viaggiano nei canali quantistici in entrambe le direzioni, come in un'autostrada a due corsie. Anche come un'autostrada, Le inversioni a U sono vietate:gli elettroni sul bordo non possono cambiare direzione senza infrangere le regole. L'applicazione di un campo magnetico esterno elimina questo divieto e consente agli elettroni di girare.

La ricerca pubblicata di recente rivela l'interazione degli stati del bordo quantistico attraverso una giunzione laterale in un pozzo quantistico di HgTe, un isolante topologico 2-D canonico. Dai loro risultati, i ricercatori hanno estratto nuove informazioni sulle proprietà fondamentali degli stati limite topologici e hanno proposto strategie per perfezionare la loro interazione.

"Nel nostro lavoro, abbiamo testato le conseguenze delle inversioni a U degli elettroni nella conduzione dei nostri dispositivi. Abbiamo anche mostrato come in determinate circostanze, gli elettroni lasciati girare sembrano farlo in modo ordinato, come in una specie di rotonda, generando un'interferenza costruttiva, "Spiega Calvo.

Questo lavoro fornisce nuove informazioni sulle proprietà fondamentali degli stati limite e sulle loro proprietà di conduzione negli isolanti topologici 2-D. Tali proposte per controllare le proprietà e le interazioni di questi stati sono fondamentali per la loro applicazione nello sviluppo di una nuova generazione di dispositivi elettronici basati su proprietà quantistiche fondamentali dei materiali.