Rappresentazione artistica della microscopia a scansione di tunneling di WTe2 contorto strati. Credito:Forschungszentrum Jülich / Sebastian Droege
Di-telluride di tungsteno (WTe2 ) ha recentemente dimostrato di essere un materiale promettente per la realizzazione di stati topologici. Questi sono considerati la chiave per nuovi dispositivi "spintronic" e computer quantistici del futuro grazie alle loro proprietà elettroniche uniche. I fisici del Forschungszentrum Jülich sono stati ora in grado di comprendere per la prima volta come le proprietà topologiche del WTe multistrato2 i sistemi possono essere modificati sistematicamente per mezzo di studi al microscopio a scansione tunnel. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nano Letters .
Gli isolanti topologici sono diventati noti al di là della cerchia degli esperti grazie al Premio Nobel per la Fisica 2016. Tuttavia, la loro ricerca è ancora piuttosto agli inizi e molte domande fondamentali rimangono senza risposta. Una delle caratteristiche distintive del composto WTe2 è che mostra un'intera gamma di fenomeni fisici esotici a seconda dello spessore del suo strato. Strati atomicamente sottili sono isolanti sulla superficie, ma a causa della loro struttura cristallina presentano i cosiddetti canali perimetrali protetti topologicamente. Questi canali laterali sono elettricamente conduttivi e la conduzione dipende dallo spin degli elettroni. Se due di questi livelli sono impilati uno sopra l'altro, si verificano interazioni sostanzialmente diverse a seconda di come sono allineati i livelli.
Se i due strati non sono allineati, i canali del bordo conduttivo nei due strati interagiscono solo in minima parte. Tuttavia, se vengono ruotati esattamente di 180°, la protezione topologica così come i canali perimetrali scompaiono e l'intero sistema diventa isolante. Inoltre, con una rotazione minima di pochi gradi, si forma una sovrastruttura periodica, un cosiddetto reticolo moiré, che modula ulteriormente la conduttività elettrica. I ricercatori dell'Istituto Peter Grünberg (PGI-3) sono stati ora in grado di studiare queste proprietà localmente su scala atomica per la prima volta utilizzando un microscopio a scansione tunnel, fornendo informazioni cruciali sulle interazioni tra gli strati.
Motivo moiré del WTe2 attorcigliato a 5,5° strati. Credito:Forschungszentrum Jülich / Felix Lüpke
