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Jun 23, 2023

Ricercatori della Cornell University visualizzano il flusso di elettroni in un isolante Hall anomalo quantistico

I ricercatori della Cornell University hanno utilizzato l’imaging magnetico per visualizzare direttamente il modo in cui gli elettroni fluiscono in un isolante Hall anomalo quantistico (QAH). I loro risultati mettono in discussione l’ipotesi di lunga data secondo cui il

I ricercatori della Cornell University hanno utilizzato l’imaging magnetico per visualizzare direttamente il modo in cui gli elettroni fluiscono in un isolante Hall anomalo quantistico (QAH). Le loro scoperte mettono in discussione l’ipotesi di lunga data secondo cui la corrente di trasporto si muove ai bordi del materiale, rivelando che in realtà si verifica all’interno. Questa scoperta fornisce nuove informazioni sul comportamento degli elettroni negli isolanti QAH e risolve un dibattito di lunga data sul flusso di corrente negli isolanti Hall quantistici più in generale. I risultati aiuteranno nello sviluppo di materiali topologici per dispositivi quantistici di prossima generazione.

I ricercatori hanno utilizzato un dispositivo superconduttore di interferenza quantistica (SQUID) per scansionare un campione di tellururo di antimonio di bismuto drogato con cromo, un noto isolante QAH. Lo SQUID è un sensore di campo magnetico estremamente sensibile che può funzionare a basse temperature. Immaginando i flussi di corrente e ricostruendo la densità di corrente, i ricercatori sono stati in grado di osservare gli elettroni che fluiscono nella maggior parte del materiale, contrariamente alle ipotesi precedenti.

L'effetto Hall quantistico, scoperto per la prima volta nel 1980, si verifica quando un campo magnetico viene applicato a un materiale specifico, facendolo diventare un isolante nella massa e consentendo alla corrente elettrica di fluire in un'unica direzione lungo il bordo esterno. Gli isolanti QAH ottengono lo stesso effetto attraverso la magnetizzazione. Comprendere la complessità del flusso di corrente in questi materiali è importante per costruire dispositivi più complessi.

I ricercatori sperano che il loro lavoro possa riaprire il dibattito sulla comprensione dei materiali topologici e ispirare ulteriori ricerche sul campo. Sottolineano l'importanza di comprendere come scorre la corrente per comprendere appieno le proprietà e le potenziali applicazioni dei materiali topologici.