Investigadores han desarrollado un método novedoso para separar electrones basándose en su quiralidad, una propiedad relacionada con su espín, sin la necesidad de campos magnéticos. Este avance, detallado en una publicación reciente de Nature, utiliza la geometría cuántica de bandas topológicas en un material llamado Galuro de Paladio (PdGa) para filtrar y dirigir electrones con quiralidades opuestas hacia distintas trayectorias.

El equipo de investigación, cuyos miembros no fueron nombrados en el material original, demostró este fenómeno fabricando un dispositivo de tres brazos a partir de un único cristal de PdGa. El dispositivo aprovecha las velocidades anómalas inducidas por la geometría cuántica de los fermiones quirales, lo que conduce a un efecto Hall no lineal. Este efecto separa espacialmente las corrientes quirales transversales con velocidades anómalas opuestas en los brazos exteriores del dispositivo. Estas corrientes quirales, que existen en estados de número de Chern opuestos, también poseen magnetizaciones orbitales con signos opuestos.

Los métodos tradicionales para manipular el transporte fermiónico quiral en sistemas topológicos a menudo se basan en fuertes campos magnéticos o dopaje magnético. Estos enfoques se utilizan para suprimir el transporte no deseado y crear un desequilibrio en la ocupación de estados con números de Chern opuestos. El nuevo método evita estos requisitos al explotar la geometría cuántica intrínseca del material.

Las implicaciones de esta investigación podrían ser significativas para el desarrollo de nuevos dispositivos electrónicos y espintrónicos. La capacidad de controlar y separar electrones basándose en su quiralidad sin campos magnéticos abre posibilidades para dispositivos más compactos y de mayor eficiencia energética. Se necesita más investigación para explorar todo el potencial de esta tecnología y su aplicabilidad a otros materiales. El equipo planea investigar otros materiales topológicos para ver si se pueden observar y optimizar efectos similares.