Ди-теллурид вольфрама (мас.2) недавно оказался многообещающим материалом для реализации топологических состояний. Они рассматриваются как ключ к новым "спинтронным" устройствам и квантовым компьютерам будущего благодаря их уникальным электронным свойствам. Физики из Forschungszentrum Jülich теперь впервые смогли понять, как топологические свойства многослойных WTe2 системы могут быть систематически изменены с помощью исследований под сканирующим туннельным микроскопом. Результаты были опубликованы в журнале Нанобуквы.
Топологические изоляторы стали известны за пределами экспертных кругов благодаря Нобелевской премии по физике за 2016 год. Однако их исследования все еще находятся в самом начале, и многие фундаментальные вопросы остаются без ответа. Одна из отличительных особенностей компаунда WTe2 заключается в том, что он проявляет целый ряд экзотических физических явлений в зависимости от толщины своего слоя. Атомарно тонкие слои изолируют поверхность, но благодаря своей кристаллической структуре они демонстрируют так называемые топологически защищенные краевые каналы. Эти краевые каналы являются электропроводящими, и проводимость зависит от спина электронов. Если два таких слоя уложены друг на друга, то в зависимости от того, как слои выровнены, происходят принципиально разные взаимодействия.
Если два слоя не выровнены, то проводящие краевые каналы в двух слоях взаимодействуют лишь минимально. Однако, если они скручены ровно на 180°, топологическая защита, а также краевые каналы исчезают, и вся система становится изолирующей. Кроме того, при минимальном повороте всего на несколько градусов образуется периодическая надстройка, так называемая муаровая решетка, которая дополнительно модулирует электропроводность. Исследователи из Института Питера Грюнберга (PGI-3) теперь впервые смогли изучить эти свойства локально в атомном масштабе, используя сканирующий туннельный микроскоп, дающий решающее представление о взаимодействиях между слоями.
Комментарии