Tres grupos de investigación, dos tipos de propiedades electrónicas, un material

El material pertenece a un grupo de materiales descubrió una década y media atrás conocido como aislantes topológicos. Estos materiales están llevando a cabo en sus superficies y aislante en su interior "a granel". Pero las dos propiedades son inseparables: cortar el material, y la nueva superficie estarán llevando a cabo, la mayor parte permanecerá aislante.

Hace unos cinco años, el Dr. Avraham Nurit, estaba empezando a cabo como un científico del personal en el nuevo grupo del Dr. Haim Beidenkopf del Departamento de Física de la Materia Condensada del Instituto. Alrededor de ese tiempo, ella y Beidenkopf conocido Prof. Binghai Yan cuando tuvo su primera visita científica al Instituto Weizmann. En aquel entonces Yan estaba trabajando como líder de grupo menor en el grupo del Prof. Claudia Felser, un científico de materiales que se estaba desarrollando nuevos tipos de materiales topológicos en su laboratorio en el Instituto Max Planck de Química Física de Sólidos en Dresde. Beidenkopf y su grupo se especializan en la clasificación y medición de estos materiales en la escala de los átomos individuales y las trayectorias de los electrones individuales, mientras que Yan se estaba convirtiendo en teoría, la predicción de cómo estos materiales deben comportarse y la elaboración de los modelos matemáticos que explican su comportamiento inusual.

Avraham y Beidenkopf estaban interesados ​​en el descubrimiento de las propiedades de un tipo especial de aislantes topológicos en el que la estructura química está organizado en capas. ¿Cómo serían las capas afectar la forma en que los electrones se llevaron a cabo sobre la superficie del material? Teóricamente, se esperaba que las capas de apilamiento de 2D aislante topológico para formar un aislante topológico 3D en el que algunas de las superficies están llevando a cabo y algunos son aislamiento. Yan sugirió que trabajan con material de un nuevo ser predicho por él y más tarde desarrollado en el laboratorio de Felser. Pronto el Weizmann y grupos Max Planck comenzó a colaborar.

Abraham dirigió el proyecto, la obtención de muestras del material del laboratorio de Felser, la realización de las mediciones, y el trabajo con Yan para ver si las predicciones de las teorías nacerían de forma experimental. A medida que la colaboración más profunda, Beidenkopf y Avraham consiguieron la Facultad de Física de invitar Yan nuevo para el Instituto, y esta visita finalmente llevaron Yan decidir abandonar Alemania y trasladar a su familia a Rehovot, para ocupar una posición en Física de Materia Condensada del Instituto Departamento. "Esa decisión fue un punto de inflexión que me fijaría en mi actual carrera de" decir Yan.

En los próximos años, Beidenkopf, Avraham, Yan y Felser colaborarían en varios proyectos de investigación, la exploración de las propiedades de varias clases diferentes de materiales topológicos. Pero la comprensión de este material en particular, un compuesto de bismuto, telurio y yodo, sería llegar a ser un proyecto a largo plazo. Para empezar, Yan analizó la estructura de bandas del material, es decir, los estados electrones están "permitidos" para habitar. Cuando las bandas se cruzan en el mayor, llamado "inversión de banda", impiden que los electrones se muevan por el interior, pero que puedan circular en la superficie. Este "proyección" de un estado que surge en el grueso de un material sobre la superficie es lo que da los materiales topológicos sus propiedades especiales.

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fuente: Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids. "Three research groups, two kinds of electronic properties, one material." ScienceDaily. ScienceDaily, 10 June 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/06/200610135013.htm>.