Il motivo per cui un magnete si attacca al frigorifero è che gli spin elettronici o i momenti magnetici nel materiale magnetico si allineano o si ordinano spontaneamente in una direzione, che gli consente di esercitare una forza attrattiva sulla porta in acciaio. I magneti sono un tipo di materiale con tale ordine integrato. Un difetto topologico in tale materiale si presenta come una discontinuità in questo ordine, cioè., una regione di confine in cui l'ordine non passa senza soluzione di continuità da un'area all'altra. Queste strutture topologiche si formano naturalmente o possono essere altamente ingegnerizzate in materiali funzionali avanzati.

Un articolo pubblicato questa settimana su Materiali della natura di FLEET Il professor Jan Seidel delinea la ricerca emergente sui diversi tipi di ordine difettoso, cioè., strutture topologiche nei materiali, e le loro interessanti potenziali applicazioni in nanotecnologia e nanoelettronica.

Benché noto da tempo, muri di dominio, un tipo di struttura topologica, sono stati studiati in modo approfondito e approfondito solo negli ultimi anni. È solo con i recenti sviluppi della microscopia elettronica ad alta risoluzione (HREM) e della microscopia a scansione di sonda (SPM) che i ricercatori hanno dimostrato che le pareti del dominio possono influenzare significativamente le proprietà dei materiali macroscopici, e ancora più interessante, che possono esibire proprietà intrinseche proprie. La ricerca in questo campo, avviata in parte da Seidel, è cresciuta notevolmente negli ultimi anni, e ora gli sono dedicati interi convegni, come l'annuale International Workshop on Topological Structures in Ferroic Materials (TOPO), per cui il primo incontro si è tenuto nel 2015 a Sydney.

La nanoelettronica basata su strutture topologiche è stata pubblicata in Materiali della natura il 20 febbraio 2019. Il professor Seidel riconosce il sostegno finanziario da parte dell'Australian Research Council (ARC) attraverso Discovery Grants e l'ARC Center of Excellence in Future Low Energy Electronics Technologies (FLEET).