Os elétrons podem interferir da mesma maneira que a água, ondas acústicas ou de luz sim. Quando explorado em materiais de estado sólido, tais efeitos prometem novas funcionalidades para dispositivos eletrônicos, em que elementos como interferômetros, lentes ou colimadores poderiam ser integrados para controlar elétrons na escala de micro e nanômetros. Contudo, até agora, tais efeitos foram demonstrados principalmente em dispositivos unidimensionais, por exemplo em nanotubos, ou sob condições específicas em dispositivos de grafeno bidimensional. Escrevendo em Revisão Física X , uma colaboração incluindo os grupos do Departamento de Física de Klaus Ensslin, Thomas Ihn e Werner Wegscheider no Laboratório de Física do Estado Sólido e Oded Zilberberg no Instituto de Física Teórica, agora apresenta um novo cenário geral para a realização de óptica eletrônica em duas dimensões.

O principal princípio funcional dos interferômetros ópticos é a interferência de ondas monocromáticas que se propagam na mesma direção. Em tais interferômetros, a interferência pode ser observada como uma oscilação periódica da intensidade transmitida na variação do comprimento de onda da luz. Contudo, o período do padrão de interferência depende fortemente do ângulo de incidência da luz, e, como resultado, o padrão de interferência é calculado se a luz for enviada através do interferômetro em todos os ângulos de incidência possíveis ao mesmo tempo. Os mesmos argumentos se aplicam à interferência das ondas de matéria, conforme descrito pela mecânica quântica, e em particular para interferômetros nos quais os elétrons interferem.

Como parte de seu Ph.D. projetos, o experimentalista Matija Karalic e o teórico Antonio Štrkalj investigaram o fenômeno da interferência eletrônica em um sistema de estado sólido que consiste em duas camadas semicondutoras acopladas, InAs e GaSb. Eles descobriram que a inversão de banda e a hibridização presentes neste sistema fornecem um novo mecanismo de transporte que garante a interferência que não desaparece mesmo quando ocorrem todos os ângulos de incidência. Por meio de uma combinação de medições de transporte e modelagem teórica, eles descobriram que seus dispositivos operam como um interferômetro Fabry-Pérot no qual elétrons e buracos formam estados híbridos e interferem.

A importância desses resultados vai além da realização específica de InAs / GaSb explorada neste trabalho, como o mecanismo relatado requer apenas os dois ingredientes de inversão de banda e hibridização. Portanto, novos caminhos estão abertos para a engenharia de fenômenos ópticos-eletrônicos em uma ampla variedade de materiais.