Aïllants topològics

Per primera vegada, els físics han construït un aïllant topològic únic en què les excitacions òptiques i electròniques hibriden i flueixen juntes. 

Els aïllants topològics, són materials amb propietats molt especials. Condueixen partícules d'electricitat o de llum només per la seva superfície o les arestes es a dir,  no per l'interior. Aquesta inusual característica, podria proporcionar tècniques innovadores donat que, els aïllants topològics han estat objecte d'una intensa investigació mundial durant diversos anys.

Físics del Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) a Baviera, Alemanya, amb col·legues del Technion d'Haifa, Israel i la Universitat Tecnològica Nanyang de Singapur han informat del seu descobriment a la revista Nature. L'equip ha construït el primer "aïllant topològic exciton-polariton", un aïllant topològic que funciona simultàniament amb excitacions tant, lleugeres com electròniques.

El professor Sven Höfling, que dirigeix ​​la Càtedra de Física Aplicada de la JMU, afirma que aquests aïlladors topològics tenen un doble benefici: "Es podrien utilitzar tant per a sistemes electrònics commutats com per a aplicacions làser". Els aïllants topològics desenvolupats anteriorment, es basen només en electrons o fotons.

El Dr. Sebastian Klembt, líder del grup a la càtedra d'Höfling, va tenir un paper principal en el projecte.  El nou insolador topològic es va construir sobre un microxip i, bàsicament, es compon del compost de semiconductors d'arseniur de gal·li. Té una estructura de panal i està format per molts pilars petits, cada dos micrometres de diàmetre.

Controlar la direcció de propagació

En excitar aquesta microestructura amb llum làser, les partícules lleugeres formen part de ella, exclusivament a les arestes. Les partícules passen per les arestes i per les cantonades amb una pèrdua relativament baixa. Un camp magnètic, permet controlar i invertir la direcció de propagació de les partícules.

Es tracta d'un sistema sofisticat que treballa en dimensions orientades per aplicacions en un microxip i on es pot controlar la llum. En general, això és difícil d'aconseguir: les partícules lleugeres pures no tenen càrrega elèctrica i, per tant, no es poden controlar fàcilment amb camps elèctrics o magnètics. El nou aïllant topològic és capaç de fer-ho enviant llum al voltant de les arestes i cantonades.

Font: Universitat de Würzburg