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Jun 23, 2023

Pesquisadores da Cornell visualizam fluxo de elétrons em isolador de hall anômalo quântico

Os pesquisadores da Cornell usaram imagens magnéticas para visualizar diretamente como os elétrons fluem em um isolador Hall anômalo quântico (QAH). Suas descobertas desafiam a suposição de longa data de que o

Os pesquisadores da Cornell usaram imagens magnéticas para visualizar diretamente como os elétrons fluem em um isolador Hall anômalo quântico (QAH). As suas descobertas desafiam a suposição de longa data de que a corrente de transporte se move nas bordas do material, revelando que ela realmente ocorre no interior. Esta descoberta fornece novos insights sobre o comportamento dos elétrons em isoladores QAH e resolve um debate de longa data sobre o fluxo de corrente em isoladores Hall quânticos de forma mais geral. Os resultados ajudarão no desenvolvimento de materiais topológicos para dispositivos quânticos de próxima geração.

Os pesquisadores usaram um dispositivo supercondutor de interferência quântica (SQUID) para escanear uma amostra de telureto de antimônio bismuto dopado com cromo, um conhecido isolante QAH. O SQUID é um sensor de campo magnético extremamente sensível que pode operar em baixas temperaturas. Ao visualizar os fluxos de corrente e reconstruir a densidade da corrente, os pesquisadores foram capazes de observar os elétrons fluindo na maior parte do material, contrariando as suposições anteriores.

O efeito Hall quântico, descoberto pela primeira vez em 1980, ocorre quando um campo magnético é aplicado a um material específico, fazendo com que ele se torne um isolante no volume, enquanto permite que uma corrente elétrica flua em uma única direção ao longo da borda externa. Os isoladores QAH alcançam o mesmo efeito através da magnetização. Compreender os meandros do fluxo de corrente nestes materiais é importante para a construção de dispositivos mais complexos.

Os pesquisadores esperam que seu trabalho reabra o debate em torno da compreensão dos materiais topológicos e inspire novas pesquisas na área. Eles enfatizam a importância de compreender como a corrente flui para compreender completamente as propriedades e aplicações potenciais dos materiais topológicos.