p Pesquisadores da Chalmers University of Technology relataram pela primeira vez a detecção elétrica de corrente de spin em superfícies isolantes topológicas em temperatura ambiente, empregando um detector ferromagnético. Os resultados foram publicados na revista Nano Letters. p Os materiais de estado sólido foram convencionalmente divididos em três classes diferentes, como condutores, semicondutores e isoladores. Recentemente, uma nova classe de materiais foi proposta e realizada, chamados de "isolantes topológicos", onde as propriedades isolantes e condutoras podem coexistir no mesmo material.

p Isoladores topológicos são isolantes dentro da massa, mas são condutores em suas superfícies com menos resistência do que os materiais convencionais. Isso é possível devido à sua interação excepcionalmente forte entre o spin dos elétrons e o momento angular orbital com sua simetria de reversão no tempo. A interação é tão forte que o momento angular de rotação dos elétrons é travado perpendicularmente ao seu momento, e gera uma corrente polarizada de spin espontânea nas superfícies de isoladores topológicos por meio da aplicação de um campo elétrico.

p Esses elétrons condutores de spin polarizados na superfície não têm massa e são extremamente robustos contra a maioria das perturbações de defeitos ou impurezas, e pode permitir a propagação de correntes de spin sem dissipação.

p Os pesquisadores de Chalmers detectaram eletricamente a corrente de spin da superfície em um isolante topológico chamado seleneto de bismuto (Bi ₂ Se ₃ ) pela primeira vez à temperatura ambiente, empregando contatos de túnel ferromagnéticos. Tais contatos são conhecidos por serem muito sensíveis à polarização de spin e sondar o Bi ₂ Se ₃ superfície medindo a magnetorresistência devido ao alinhamento paralelo e antiparalelo da corrente de spin e da direção de magnetização do ferromagneto.

p "Os fatores-chave para esses resultados de temperatura ambiente são cristais isolantes topológicos de boa qualidade e contatos de túnel ferromagnético sensíveis à rotação cuidadosamente preparados por nanofabricação em sala limpa", explica o Dr. André Dankert, o autor principal do artigo.

p Relatórios anteriores neste campo de pesquisa foram limitados apenas a medições em temperaturas criogênicas. A partir dos resultados sobre a magnitude do sinal de rotação, seu signo, e experimentos de controle, usando diferentes configurações de medição, ângulos e condições de interface, o autor exclui outros efeitos físicos conhecidos.

p "Nossos resultados mostram a acessibilidade elétrica de correntes de spin em superfícies de isoladores topológicos até a temperatura ambiente e abrem caminho para novos desenvolvimentos, que pode ser útil para processamento de informações baseado em spin no futuro ", diz o professor associado Saroj Dash, quem lidera o grupo de pesquisa.

p Contudo, Saroj Dash adverte que a pesquisa sobre o desenvolvimento desses novos materiais de classe e técnicas de medição ainda está em seu estágio inicial e mais experimentos são necessários para um melhor entendimento.