Uma equipe de pesquisa do Departamento de Física da Universidade de Michigan publicou recentemente seus resultados na Physical Review X, revelando que uma classe de materiais ópticos conhecida como isolantes topológicos possui possibilidades de design mais amplas do que se esperava. Essa descoberta promete oferecer mais opções de materiais para o desenvolvimento futuro de tecnologias ópticas, como lasers, detectores e dispositivos de imagem.

A equipe de pesquisa, por meio de análises de simetria e simulações por computador, descobriu que diversas estruturas de cristais fotônicos podem apresentar isolantes topológicos com transmissão unidirecional de luz. O autor principal, Xin Xie, afirmou: "Isso representa um passo importante para a construção de uma base mais robusta para tecnologias fotônicas." O estudo rompe com a percepção tradicional de que o espaço de design desses materiais era limitado.

Pesquisas tradicionais sobre isolantes topológicos dependiam principalmente de características induzidas por campos magnéticos externos, enquanto a equipe de Michigan explorou alternativas que não dependem de campos magnéticos. O autor sênior, Professor Hui Deng, destacou: "Nosso método permite a obtenção de uma banda proibida maior, protegendo melhor os estados condutores de borda." As simulações indicam que algumas estruturas comuns de cristais fotônicos, quando combinadas com materiais bidimensionais, podem formar isolantes polaritonicos de alto desempenho.

"O mais surpreendente é que a estrutura de bandas necessária é, na verdade, bastante comum," acrescentou Xin Xie. Os pesquisadores preveem que amostras experimentais podem alcançar uma banda proibida aproximadamente 100 vezes maior do que os registros atuais, o que aumentará significativamente o desempenho dos dispositivos ópticos. O próximo passo da equipe é transformar os resultados das simulações em amostras reais.