
Artículo de Moderación de Prueba 2026-01-06T09:43:52.320575+00:00



Investigadores han desarrollado un método novedoso para separar electrones basándose en su quiralidad, una propiedad relacionada con su espín, utilizando la geometría cuántica de bandas topológicas en un material no magnético. Este avance, detallado en una publicación reciente de Nature, allana el camino para nuevos dispositivos electrónicos que manipulan el flujo de electrones sin la necesidad de campos magnéticos, que normalmente se requieren para dicho control.
El equipo, cuyos miembros no se nombran en el resumen proporcionado, fabricó dispositivos de paladio galio monocristalino (PdGa) en una geometría de tres brazos. Estos dispositivos exhibieron un efecto Hall no lineal, un fenómeno donde la corriente eléctrica no es proporcional al voltaje aplicado, debido a las velocidades anómalas inducidas por la geometría cuántica de los fermiones quirales. Esto resultó en la separación espacial de corrientes quirales transversales con velocidades anómalas opuestas en los brazos exteriores del dispositivo.
"Esto permite la separación en el espacio real de corrientes con quiralidades fermiónicas opuestas", escribieron los autores del estudio, "lo que hemos demostrado al observar su interferencia cuántica en ausencia de cualquier campo magnético".
Los semimetales topológicos, los materiales utilizados en esta investigación, albergan fermiones con quiralidades opuestas en cruces de bandas topológicas. Tradicionalmente, el control del transporte fermiónico quiral en estos sistemas requería fuertes campos magnéticos o dopantes magnéticos para suprimir el transporte no deseado y crear un desequilibrio en la ocupación de estados con diferentes números de Chern, una propiedad topológica relacionada con la fase mecánico-cuántica del electrón. Este nuevo enfoque utiliza la geometría cuántica de las bandas topológicas para filtrar fermiones por quiralidad en distintos estados polarizados por el número de Chern, ofreciendo un método más eficiente y potencialmente menos intensivo en energía.
Las implicaciones de esta investigación se extienden al desarrollo de dispositivos electrónicos y espintrónicos avanzados. Al separar los electrones en función de su quiralidad sin campos magnéticos, se hace posible crear nuevos tipos de sensores, interruptores y otros componentes electrónicos. Además, las corrientes quirales separadas también conllevan magnetizaciones orbitales con signos opuestos, lo que abre posibilidades para manipular las propiedades magnéticas a nanoescala.
Los investigadores sugieren que el trabajo futuro se centrará en optimizar el diseño del dispositivo y explorar otros materiales con propiedades topológicas similares para mejorar aún más el rendimiento y ampliar la aplicabilidad de esta válvula fermiónica quiral. La ausencia de campos magnéticos en esta tecnología podría conducir a dispositivos electrónicos más pequeños, rápidos y energéticamente eficientes.
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