Pela primeira vez, os físicos construíram um isolador topológico único no qual as excitações óticas e eletrônicas se hibridizam e fluem juntas. Eles relatam sua descoberta em Natureza .

Isoladores topológicos são materiais com propriedades muito especiais. Eles conduzem eletricidade ou partículas de luz apenas em sua superfície ou bordas, não o interior. Esta característica incomum pode fornecer inovações técnicas, e isoladores topológicos têm sido objeto de intensa pesquisa global por vários anos.

Físicos da Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) na Baviera, Alemanha, com colegas do Technion em Haifa, Israel, e a Universidade Tecnológica de Nanyang, em Cingapura, relataram sua descoberta no jornal Natureza . A equipe construiu o primeiro "isolador topológico exciton-polariton, "um isolador topológico operando com excitações leves e eletrônicas simultaneamente.

Professor Sven Höfling, que dirige a cadeira JMU de Física Aplicada, afirma que esses isolantes topológicos têm um benefício duplo:"Eles podem ser usados ​​tanto para sistemas eletrônicos comutados quanto para aplicações a laser." Os isoladores topológicos desenvolvidos anteriormente são baseados em elétrons ou fótons sozinhos.

Dr. Sebastian Klembt, líder do grupo na cadeira de Höfling, desempenhou um papel importante no projeto. Ele dá mais detalhes:"O novo isolador topológico foi construído em um microchip e consiste basicamente no composto semicondutor de arseneto de gálio. Ele tem uma estrutura em favo de mel e é feito de muitos pequenos pilares, cada um com dois micrômetros (dois milionésimos de metro) de diâmetro. "

A direção de propagação pode ser controlada

Ao excitar esta microestrutura com luz laser, partículas de matéria leve se formam dentro dele, exclusivamente nas bordas. As partículas então viajam ao longo das bordas e ao redor dos cantos com perda relativamente baixa. "Um campo magnético nos permite controlar e reverter a direção de propagação das partículas, "Klembt diz.

É um sistema sofisticado que funciona em dimensões orientadas à aplicação em um microchip e no qual a luz pode ser controlada. Usualmente, isso é difícil de realizar:as partículas de luz pura não têm carga elétrica e, portanto, não podem ser prontamente controladas com campos elétricos ou magnéticos. O novo isolador topológico é capaz de fazer isso "enviando luz ao virar da esquina, " em uma maneira de falar.