Cientistas descobrem como o feixe de fótons pode inverter a polarização de spin dos elétrons emitidos pelo isolador topológico

Isoladores topológicos são uma classe de materiais que têm atraído grande interesse nos últimos anos devido às suas propriedades eletrônicas incomuns. Uma das características mais marcantes dos isoladores topológicos é a sua capacidade de hospedar estados de superfície protegidos pela topologia, o que significa que não podem ser destruídos por desordem ou impurezas. Esses estados superficiais têm uma série de propriedades incomuns, incluindo a capacidade de conduzir eletricidade sem qualquer resistência e a capacidade de emitir elétrons com uma polarização de spin específica.

Num novo estudo, cientistas da Universidade da Califórnia, Berkeley, descobriram como usar um feixe de fótons para inverter a polarização de spin dos elétrons emitidos por um isolante topológico. Esta descoberta poderá levar a novas formas de controlar o spin dos elétrons em dispositivos eletrônicos, que poderão ter aplicações importantes na spintrônica e na computação quântica.

Os cientistas usaram uma técnica chamada fotoemissão com resolução de spin para medir a polarização de spin dos elétrons emitidos por um isolante topológico. Eles descobriram que a polarização de spin dos elétrons poderia ser invertida alterando a energia do feixe de fótons. Isso ocorre porque a energia do feixe de fótons determina o comprimento de onda da luz, e o comprimento de onda da luz determina o momento dos fótons. O momento dos fótons determina então o spin dos elétrons que são emitidos.

A descoberta dos cientistas pode levar a novas formas de controlar o spin dos elétrons em dispositivos eletrônicos. Isso poderia ter aplicações importantes em spintrônica e computação quântica. Spintrônica é um campo de pesquisa que se concentra no uso de spins de elétrons para armazenar e processar informações. A computação quântica é um campo de pesquisa que se concentra no uso da mecânica quântica para realizar cálculos. A capacidade de controlar o spin dos elétrons poderia levar a novas formas de armazenar e processar informações em dispositivos eletrônicos, e também poderia levar a novas formas de realizar cálculos em computadores quânticos.

O estudo foi publicado na revista Nature Physics.