Nuevos conocimientos sobre la interacción de los aislantes topológicos
El di-telururo de tungsteno (WTe2) ha demostrado recientemente ser un material prometedor para la realización de estados topológicos. Éstos se consideran la clave de los nuevos dispositivos "espintrónicos" y de los ordenadores cuánticos del futuro debido a sus propiedades electrónicas únicas. Los físicos del Forschungszentrum Jülich han podido comprender por primera vez cómo pueden modificarse sistemáticamente las propiedades topológicas de los sistemas multicapa de WTe2 mediante estudios con un microscopio de efecto túnel. Los resultados se han publicado en la revista Nano Letters.
Impresión artística de la microscopía de barrido en túnel de capas de WTe2 retorcidas
Forschungszentrum Jülich / Sebastian Droege
Los aislantes topológicos se dieron a conocer más allá de los círculos de expertos gracias al Premio Nobel de Física de 2016. Sin embargo, su investigación está todavía en sus inicios, y muchas preguntas fundamentales siguen sin respuesta. Uno de los rasgos distintivos del compuesto WTe2 es que exhibe toda una serie de fenómenos físicos exóticos en función del grosor de su capa. Las capas atómicamente finas son aislantes en la superficie, pero debido a su estructura cristalina presentan los llamados canales de borde topológicamente protegidos. Estos canales de borde son conductores eléctricos y la conducción depende del espín de los electrones. Si se apilan dos capas de este tipo una encima de otra, se producen interacciones muy diferentes dependiendo de cómo estén alineadas las capas.
Si las dos capas no están alineadas, los canales de los bordes conductores de las dos capas sólo interactúan mínimamente. Sin embargo, si se retuercen exactamente 180°, la protección topológica y los canales de borde desaparecen y todo el sistema se vuelve aislante. Además, con una torsión mínima de sólo unos pocos grados, se forma una superestructura periódica, la llamada red de moiré, que además modula la conductividad eléctrica. Los investigadores del Instituto Peter Grünberg (PGI-3) han podido estudiar por primera vez estas propiedades localmente a escala atómica mediante un microscopio de barrido de túneles, lo que ha proporcionado información crucial sobre las interacciones entre las capas.
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