Des chercheurs ont mis au point une nouvelle méthode pour séparer les électrons en fonction de leur chiralité, une propriété liée à leur spin, sans avoir recours à des champs magnétiques. Cette avancée, détaillée dans une récente publication de Nature, utilise la géométrie quantique des bandes topologiques d'un matériau appelé galliure de palladium (PdGa) pour filtrer et diriger les électrons de chiralités opposées vers des voies distinctes.

L'équipe de recherche, dont les membres n'ont pas été nommés dans le document source, a démontré ce phénomène en fabriquant un dispositif à trois bras à partir d'un monocristal de PdGa. Le dispositif exploite les vitesses anormales induites par la géométrie quantique des fermions chiraux, ce qui entraîne un effet Hall non linéaire. Cet effet sépare spatialement les courants chiraux transversaux ayant des vitesses anormales opposées dans les bras extérieurs du dispositif. Ces courants chiraux, qui existent dans des états de nombre de Chern opposés, possèdent également des aimantations orbitales de signes opposés.

Les méthodes traditionnelles de manipulation du transport fermionique chiral dans les systèmes topologiques reposent souvent sur des champs magnétiques intenses ou sur le dopage magnétique. Ces approches sont utilisées pour supprimer le transport indésirable et créer un déséquilibre dans l'occupation des états avec des nombres de Chern opposés. La nouvelle méthode contourne ces exigences en exploitant la géométrie quantique intrinsèque du matériau.

Les implications de cette recherche pourraient être importantes pour le développement de nouveaux dispositifs électroniques et spintroniques. La capacité de contrôler et de séparer les électrons en fonction de leur chiralité sans champs magnétiques ouvre des possibilités pour des dispositifs plus économes en énergie et plus compacts. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour explorer tout le potentiel de cette technologie et son applicabilité à d'autres matériaux. L'équipe prévoit d'étudier d'autres matériaux topologiques pour voir si des effets similaires peuvent être observés et optimisés.