Los aislantes topológicos magnéticos son una clase exótica de materiales que conducen electrones sin ninguna resistencia en absoluto y, por lo tanto, se consideran un avance prometedor en la ciencia de los materiales
Investigadores del Cluster de Excelencia ct.qmat en Würzburg y Dresde han logrado un avance significativo en la búsqueda de tecnologías cuánticas eficientes en energía mediante el diseño de un aislante topológico ferromagnético de MnBi6Te10 de la familia del telururo de bismuto de manganeso.
Este material cuántico tiene propiedades ferromagnéticas que solo ocurren cuando algunos átomos intercambian lugares, introduciendo un desorden en la estructura cristalina.
Los investigadores descubrieron que este material puede conducir corriente sin pérdida a través de su superficie. La investigación ha sido publicada en la revista Advanced Science.
El equipo de ct.qmat ha logrado diseñar un aislante topológico con propiedades ferromagnéticas, conocido como MnBi6Te10, a partir del MnBi2Te4, que es su predecesor antiferromagnético.
Los materiales ferromagnéticos tienen los átomos magnéticamente alineados en paralelo, mientras que en los materiales antiferromagnéticos solo los momentos magnéticos dentro de una capa del material están alineados de esta manera.
La pequeña variación en la composición química del cristal tiene un gran impacto, ya que el aislante topológico ferromagnético MnBi6Te10 exhibe un campo magnético más fuerte y resistente que su predecesor antiferromagnético.
¿Qué significa una propiedad ferromagnética?
El equipo de investigación descubrió que la superficie del material exhibe propiedades ferromagnéticas, lo que le permite conducir corriente sin pérdida, mientras que su interior no comparte esta característica.
La distribución de átomos de manganeso en todas las capas del cristal hace que los átomos de manganeso circundantes giren su momento magnético en la misma dirección.
El desorden antisito en la estructura atómica es generalmente considerado como disruptivo en química y física, pero en este caso, es el mecanismo crítico que permite que el MnBi6Te10 se vuelva ferromagnético.
El equipo de investigación trabajará para lograr los aislantes topológicos a temperaturas considerablemente más altas. También deben aumentar las temperaturas ultra bajas en las que se manifiestan los efectos cuánticos para que la conducción de corriente sin pérdida comience a 1 a 2 Kelvin.
Con información de phys.org
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