Pesquisadores desenvolveram um novo método para separar elétrons com base em sua quiralidade, uma propriedade relacionada ao seu spin, sem a necessidade de campos magnéticos. Este avanço, detalhado em uma publicação recente na Nature, utiliza a geometria quântica de bandas topológicas em um material chamado Paládio Galídeo (PdGa) para filtrar e direcionar elétrons com quiralidades opostas em caminhos distintos.

A equipe de pesquisa, cujos membros não foram nomeados no material de origem, demonstrou este fenômeno fabricando um dispositivo de três braços a partir de um único cristal de PdGa. O dispositivo aproveita as velocidades anômalas induzidas pela geometria quântica de férmions quirais, levando a um efeito Hall não linear. Este efeito separa espacialmente correntes quirais transversais com velocidades anômalas opostas nos braços externos do dispositivo. Essas correntes quirais, existentes em estados de número de Chern opostos, também possuem magnetizações orbitais com sinais opostos.

Os métodos tradicionais para manipular o transporte fermiônico quiral em sistemas topológicos geralmente dependem de fortes campos magnéticos ou dopagem magnética. Essas abordagens são usadas para suprimir o transporte indesejado e criar um desequilíbrio na ocupação de estados com números de Chern opostos. O novo método ignora esses requisitos, explorando a geometria quântica intrínseca do material.

As implicações desta pesquisa podem ser significativas para o desenvolvimento de novos dispositivos eletrônicos e espintrônicos. A capacidade de controlar e separar elétrons com base em sua quiralidade sem campos magnéticos abre possibilidades para dispositivos mais compactos e com maior eficiência energética. Mais pesquisas são necessárias para explorar todo o potencial desta tecnologia e sua aplicabilidade a outros materiais. A equipe planeja investigar outros materiais topológicos para ver se efeitos semelhantes podem ser observados e otimizados.