Schema di un singolo insieme di interazioni di banda, dove E è l'energia di banda ed EF l'energia di Fermi. Un cambiamento nella chiralità o magnetizzazione causerebbe un cambiamento nella conduttività anomala di Hall. Schema di più insiemi di interazioni di banda, dove E è l'energia di banda ed EF l'energia di Fermi. Confronto di CrPt3 off stechiometrico con metalli elementari e Weyl Semimetals magnetici. Credito:MPI CPfS
La struttura elettronica dei materiali metallici determina il comportamento del trasporto degli elettroni. I semimetalli magnetici Weyl hanno una struttura elettronica topologica unica:il movimento dell'elettrone è collegato dinamicamente al suo spin. Questi semimetalli Weyl sono diventati i materiali quantistici più interessanti che consentono il trasporto senza dissipazione, funzionamento a bassa potenza, ed esotici campi topologici che possono accelerare il movimento degli elettroni in nuove direzioni. I composti Co 3 Sn 2 S 2 e Co 2 MnGa, recentemente scoperto dal gruppo Felser, hanno mostrato alcuni degli effetti più importanti dovuti a un insieme di due bande topologiche.
Ricercatori dell'Istituto Max Planck per la fisica chimica dei solidi di Dresda, la University of South Florida negli Stati Uniti, e collaboratori hanno scoperto un nuovo meccanismo nei composti magnetici che accoppia più bande topologiche. L'accoppiamento può potenziare significativamente gli effetti dei fenomeni quantistici. Uno di questi effetti è l'effetto Hall anomalo che si verifica con campi di inversione temporale della rottura della simmetria spontanea che causano un'accelerazione trasversale alle correnti di elettroni. Gli effetti osservati e previsti nei singoli cristalli di Co 3 Sn 2 S 2 e Co 2 L'MnGa mostra un aumento considerevole rispetto ai magneti convenzionali.
Nella pubblicazione attuale, i ricercatori hanno esplorato i composti XPt 3 , dove hanno previsto un effetto Hall anomalo quasi il doppio delle dimensioni dei composti precedenti. Il grande effetto è dovuto a insiemi di bande topologiche entangled con la stessa chiralità che accelera sinergicamente le particelle cariche. interessante, la chiralità delle bande si accoppia alla direzione di magnetizzazione e determina la direzione dell'accelerazione delle particelle cariche. Questa chiralità può essere alterata mediante sostituzione chimica. I risultati teorici di CrPt 3 mostra il massimo effetto, dove MnPt3 ha ridotto significativamente l'effetto a causa del cambiamento nell'ordine delle bande chirali.
Film sottili avanzati del CrPt 3 sono stati coltivati presso l'Istituto Max Planck. Gli scienziati hanno trovato in vari film un incontaminato effetto Hall anomalo, robusto contro il disordine e la variazione di temperatura. Il risultato è una forte indicazione che il carattere topologico domina anche a temperature finite. I risultati mostrano di essere quasi il doppio di qualsiasi effetto intrinseco misurato in film sottili. Il vantaggio dei film sottili è la facilità di integrazione in dispositivi quantistici con un'interazione di altre libertà, come carica, rotazione, e calore. XPt 3 filmati mostrano il possibile utilizzo dei sensori Hall, conversione da carica a spin nei dispositivi elettronici, e la conversione da carica a calore in dispositivi termoelettrici con una risposta così forte.
