A razão pela qual um ímã gruda na geladeira é que os giros eletrônicos ou momentos magnéticos no material magnético se alinham ou ordenam espontaneamente em uma direção, o que lhe permite exercer uma força atrativa na porta de aço. Os ímãs são um tipo de material com essa ordem embutida. Um defeito topológico em tal material ocorre como uma descontinuidade nesta ordem, ou seja, uma região de fronteira onde a ordem não faz a transição perfeita de uma área para outra. Essas estruturas topológicas se formam naturalmente ou podem ser altamente projetadas em materiais funcionais avançados.

Um artigo publicado esta semana em Materiais da Natureza por FLEET Professor Jan Seidel descreve pesquisas emergentes em diferentes tipos de pedidos defeituosos, ou seja, estruturas topológicas em materiais, e suas aplicações potenciais altamente interessantes em nanotecnologia e nanoeletrônica.

Embora conhecido por muito tempo, paredes de domínio, um tipo de estrutura topológica, só foram intensamente estudados em detalhes nos últimos anos. É apenas com desenvolvimentos recentes em microscopia eletrônica de alta resolução (HREM) e microscopia de varredura por sonda (SPM) que os pesquisadores mostraram que as paredes de domínio podem afetar significativamente as propriedades macroscópicas dos materiais, e ainda mais interessante, que eles podem exibir propriedades intrínsecas próprias. A pesquisa neste campo, iniciada em parte por Seidel, cresceu extensivamente nos últimos anos, e agora tem conferências inteiras dedicadas a ele, como o Workshop Internacional anual sobre Estruturas Topológicas em Materiais Ferroicos (TOPO), para o qual a primeira reunião foi realizada em 2015 em Sydney.

A nanoeletrônica baseada em estruturas topológicas foi publicada em Materiais da Natureza em 20 de fevereiro de 2019. O professor Seidel reconhece o apoio financeiro do Australian Research Council (ARC) por meio do Discovery Grants e do ARC Centre of Excellence em Future Low Energy Electronics Technologies (FLEET).