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 palladium gallium (PdGa) pour filtrer les fermions, un type de particule qui comprend les électrons, en états distincts polarisés par leur nombre de Chern, une quantité topologique.
L'équipe de recherche, dont les membres n'ont pas été nommés dans le matériel fourni, a fabriqué des dispositifs à partir de PdGa monocristallin dans une géométrie à trois bras. Cette conception leur a permis d'observer les vitesses anormales induites par la géométrie quantique des fermions chiraux, ce qui a conduit à un effet Hall non linéaire. Les courants chiraux transversaux résultants, possédant des vitesses anormales opposées, ont été spatialement séparés dans les bras extérieurs du dispositif.
Cette séparation est importante car les courants chiraux dans les états de nombre de Chern opposés transportent également des aimantations orbitales avec des signes opposés. Traditionnellement, la manipulation du transport fermionique chiral dans les systèmes topologiques nécessitait des champs magnétiques forts ou des dopants magnétiques pour supprimer le transport indésirable et créer un déséquilibre dans l'occupation des états de nombre de Chern opposés. Cette nouvelle méthode contourne cette exigence en utilisant la géométrie quantique intrinsèque du matériau.
Les implications de cette recherche sont potentiellement considérables pour le développement de dispositifs électroniques et spintroniques. En offrant un moyen de contrôler et de manipuler les courants chiraux sans champs magnétiques, la technologie pourrait conduire à des composants électroniques plus économes en énergie et plus compacts. D'autres recherches se concentreront probablement sur l'exploration du potentiel de cette méthode dans d'autres matériaux et architectures de dispositifs. La capacité de manipuler le flux d'électrons à ce niveau fondamental ouvre de nouvelles voies pour la conception de systèmes électroniques avancés.
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