p Cientistas da Universidade de Wollongong (UOW), trabalhando com colegas da Universidade Beihang da China, Universidade Nankai, e Instituto de Física da Academia Chinesa de Ciências, criaram com sucesso uma escala atômica, rede kagome eletrônica bidimensional com aplicações potenciais em eletrônica e computação quântica. p O artigo de pesquisa foi publicado na edição de novembro da Avanços da Ciência .

p Uma rede kagome tem o nome de um padrão tradicional de bambu tecido japonês composto de triângulos e hexágonos entrelaçados.

p A equipe de pesquisa criou a estrutura kagome sobrepondo e torcendo duas nanofolhas de siliceno. O siliceno é um produto à base de silício, com um átomo de espessura, Material de férmion Dirac com uma estrutura de favo de mel hexagonal, quais elétrons podem passar perto da velocidade da luz.

p Quando o siliceno é torcido em uma rede kagome, Contudo, elétrons ficam "presos", circulando nos hexágonos da rede.

p Dr. Yi Du, que lidera o grupo de Microscopia de Tunelamento de Varredura (STM) no Instituto de Supercondutores e Materiais Eletrônicos (ISEM) da UOW e no Centro de Pesquisa Conjunta Beihang-UOW, é o autor correspondente do artigo.

p Ele disse que os cientistas há muito tempo estão interessados ​​em fazer uma rede kagome 2-D por causa das propriedades eletrônicas teóricas úteis que tal estrutura teria.

p "Os teóricos previram há muito tempo que, se você colocar elétrons em uma rede kagome eletrônica, interferências destrutivas significariam os elétrons, em vez de fluir, giraria em um vórtice e ficaria preso na rede. É equivalente a alguém se perdendo em um labirinto e nunca mais sair, "Dr. Du disse.

p "O interessante é que os elétrons estarão livres apenas quando a rede for quebrada, quando você cria uma borda. Quando uma borda se forma, elétrons irão se mover junto com ele sem qualquer resistência elétrica - ele tem resistência muito baixa, portanto, energia muito baixa e elétrons podem se mover muito rápido, na velocidade da luz. Isso é de grande importância para projetar e desenvolver dispositivos de baixo custo de energia.

p "Enquanto isso, com um forte efeito de acoplamento spin-orbital, novos fenômenos quânticos, como o efeito Hall quântico de fricção, espera-se que aconteçam à temperatura ambiente. Isso abrirá caminho para dispositivos quânticos no futuro. "

p Embora as propriedades teóricas de uma rede kagome eletrônica a tornassem de grande interesse para os cientistas, criar tal material revelou-se extremamente desafiador.

p "Para que funcione como previsto, você tem que ter certeza de que a rede é constante, e que os comprimentos da rede são comparáveis ​​aos comprimentos de onda do elétron, que exclui muitos materiais, "Dr. Du disse.

p "Tem que ser um tipo de material no qual o elétron só pode se mover na superfície. E você tem que encontrar algo que seja condutor, e também tem um efeito de acoplamento spin-orbital muito forte.

p "Não existem muitos elementos no mundo que tenham essas propriedades."

p Um elemento que o faz é o siliceno. O Dr. Du e seus colegas criaram sua estrutura Kagome eletrônica 2-D torcendo duas camadas de siliceno. Em um ângulo de rotação de 21,8 graus, eles formaram uma rede kagome.

p E quando os pesquisadores colocam elétrons nele, comportou-se como previsto.

p "Observamos todos os fenômenos quânticos previstos teoricamente em nossa rede kagome artificial em Siliceno, "Dr. Du disse.

p Os benefícios esperados desta descoberta serão dispositivos eletrônicos muito mais eficientes em termos de energia e mais rápidos, computadores mais poderosos.