p Controlar as interações na interface de uma heteroestrutura de isolador magnético / topológico é um grande desafio com implicações em ciência e tecnologia fundamentais. Uma pesquisa liderada pelo Grupo de Manipulação e Espectroscopia Atômica ICN2 e pelo Grupo de Física e Engenharia de Nanodispositivos, em colaboração com o Supramolecular Nanochemistry and Materials Group, o CFM-San Sebastián, ETH Zurique, ISM-Trieste e ALBA Synchrotron, mostrou que ligantes de moléculas orgânicas metálicas podem ser usados ​​para ajustar as propriedades dessas interfaces. Os resultados são apresentados em ACS Nano . p Um isolante topológico (TI) é um material que se comporta como um isolante em seu interior, mas cuja superfície contém estados condutores exóticos, portanto, permitindo que os elétrons se movam apenas na superfície do material. A propriedade mais peculiar desses elétrons de superfície é que seu spin está bloqueado na direção do movimento, para que possa ser manipulado por correntes elétricas.

p A interface de TIs com um material magnético pode dar origem a fenômenos como o spin induzido por corrente para interconversão de carga e o surgimento de correntes de spin sem dissipação, que pode ser explorado em novos dispositivos spintrônicos, metrologia ou em aplicações de informações quânticas baseadas em spin de elétrons. Contudo, esta união de TI e material magnético em uma chamada heteroestrutura é um processo complexo que muitas vezes impede o controle dos fenômenos especiais descritos anteriormente. Em particular, quando o TI tem interface direta com ferromagnetos metálicos, a forte interação entre os dois materiais leva a efeitos indesejáveis, como a perda de propriedades magnéticas ou a supressão dos estados superficiais topológicos.

p Por contraste, moléculas metal-orgânicas, moléculas orgânicas hospedando um íon metálico (magnético), foram concebidos como candidatos para desenvolver heteroestruturas magnéticas / TI nas quais as interações interfaciais são adaptadas pelo ligante orgânico. É justamente isso que pesquisadores do ICN2, em colaboração com CFM-San Sebastián, ETH Zurique, ISM-Trieste e ALBA Synchrotron, tem demonstrado. Publicado em ACS Nano , esta pesquisa foi liderada pelo ICREA Prof. Aitor Mugarza, Líder do Grupo de Manipulação e Espectrocopia Atômica e ICREA Prof. Sergio O. Valenzuela, Líder do Grupo de Física e Engenharia de Nanodispositivos. Eles tiveram a colaboração do ICREA Prof. Daniel Maspoch, Líder do Grupo Supramolecular de Nanoquímica e Materiais, que sintetizou a molécula orgânica de metal. O primeiro autor do trabalho é o ex-doutorado do ICN2. aluno Marc G. Cuxart.

p Nesse trabalho, os pesquisadores mostraram pela primeira vez que é possível ajustar a interação interfacial sem extinguir o spin molecular e o estado da superfície topológica do TI, escolhendo ligantes orgânicos adequados. Em particular, eles descobriram que as monocamadas CoTBrPP e CoPc (moléculas metal-orgânicas) adsorvidas em Bi2Te3 (isolante topológico) formam interfaces robustas onde as interações eletrônicas podem ser ajustadas sem perturbar fortemente as propriedades intrínsecas de cada constituinte. Suas conclusões são apoiadas por elementos estruturais, informações eletrônicas e magnéticas derivadas de uma combinação de técnicas especializadas (STM, ARPES, XMCD e DFT).