研究人员开发了一种新方法，利用拓扑材料独特的量子几何结构，根据电子的手性（一种与其自旋相关的属性）来分离电子。这项突破在最近的《自然》杂志上发表，它允许在没有磁场的情况下对具有相反费米子手性的电流进行空间分离，而磁场是先前方法中的常见要求。

该研究团队专注于拓扑半金属 PdGa，设计了一种三臂几何结构的器件。这些器件利用手性费米子的量子几何诱导反常速度，从而产生非线性霍尔效应。这种效应将具有相反反常速度的横向手性电流在空间上分离到器件的外部臂中。这些手性电流的相反陈数态也带有符号相反的轨道磁化强度。

“[项目负责人姓名，如果没有，则使用占位符，例如“该项目的一位负责人”]表示：“这是一种控制电子流的全新方式，[解释该研究的重要性和潜在影响的引言]。”

用于操纵手性费米子传输的传统方法通常依赖于强磁场或磁性掺杂来抑制不需要的传输，并在具有相反陈数的状态的占据中产生不平衡。这种新方法通过利用材料本身的内在量子几何结构来绕过这些要求。

拓扑半金属是具有独特电子特性的材料，这些特性源于其能带结构，其中电子的能级形成拓扑特征。这些被称为能带交叉的特征，容纳了具有相反手性的费米子。这些能带的量子几何结构在决定材料内电子的行为方面起着至关重要的作用。

该团队的研究结果可能对新型电子和自旋电子器件的开发产生重大影响。通过提供一种在不需要磁场的情况下基于手性控制电子流的方法，这项研究为更节能和更紧凑的器件打开了大门。

研究人员目前正在探索这项技术在各种应用中的潜力，包括开发新型传感器和量子计算设备。计划进行进一步的研究，以研究这些手性电流在不同材料和器件几何结构中的行为。