Físicos da Universidade de Jyväskylä e da Universidade Aalto, na Finlândia, fabricaram com sucesso, experimentalmente, um isolante cristalino topológico bidimensional. Este material quântico foi previsto teoricamente há mais de uma década, mas sua fabricação tem sido dificultada por diversos desafios. Esta pesquisa fornece uma nova plataforma de materiais para o desenvolvimento de nanodispositivos.
A pesquisa foi liderada pelo Professor Associado Kezierbek Sauleinou, com a participação dos Professores Peter Lierjerot e José Lardo, da Universidade Aalto, entre outros. A equipe utilizou epitaxia por feixe molecular para cultivar uma bicamada atomicamente fina de telureto de estanho sobre um substrato de disseleneto de nióbio, fabricando assim o material alvo. Os pesquisadores utilizaram microscopia de tunelamento de varredura criogênica para caracterizar as propriedades eletrônicas do sistema com precisão atômica. Eles observaram estados de borda condutores emparelhados, protegidos pela simetria da rede cristalina, neste sistema bidimensional, uma característica marcante dos isolantes cristalinos topológicos. O artigo correspondente foi publicado na revista Nature Communications.
O estudo descobriu que a tensão compressiva do substrato é um fator chave na estabilização da fase topológica deste material, e a magnitude da tensão pode modular os estados de borda topológicos. Medições mostram que os estados de borda se formam dentro de uma banda proibida eletrônica superior a 0,2 eV. Cálculos de primeiros princípios confirmam a origem topológica dos estados de borda observados. Os pesquisadores também detectaram interações entre estados de borda adjacentes, com deslocamentos de energia causados por uma combinação de interações eletrostáticas e tunelamento quântico. Devido à grande banda proibida do material, espera-se que suas propriedades topológicas permaneçam estáveis à temperatura ambiente. Este avanço estabelece uma plataforma experimental para o estudo de estados topológicos bidimensionais ajustáveis por tensão, com potencial para impulsionar os campos da espintrônica e nanodispositivos.
