30 de junio de 2023 (Noticias de Nanowerk) En los últimos años, los científicos han estado estudiando materiales especiales denominados materiales topológicos, prestando especial atención a la forma, es decir, la topología, de sus estructuras electrónicas (bandas electrónicas). Aunque no es visible en el espacio real, su forma inusual en materiales topológicos produce varias propiedades únicas que pueden ser adecuadas para fabricar dispositivos de próxima generación. Se pensó que para explotar las propiedades físicas topológicas, se necesitaban materiales cristalinos, donde los átomos están muy ordenados y dispuestos en patrones repetitivos. Los materiales en estado amorfo, es decir, en los que los átomos están desordenados y solo se disponen periódicamente en distancias cortas, se consideraron inadecuados para albergar las propiedades físicas sobresalientes de los materiales topológicos.
La película delgada amorfa experimentada en este estudio. (Imagen: Universidad de Tohoku) Ahora, un grupo de investigación en colaboración ha verificado que incluso los materiales amorfos pueden tener estas propiedades especiales. El grupo estuvo dirigido por el profesor asociado Kohei Fujiwara y el profesor Atsushi Tsukazaki del Instituto de Investigación de Materiales (IMR) de la Universidad de Tohoku; El profesor Yasuyuki Kato y el profesor Yukitoshi Motome de la Escuela de Graduados de Ingeniería de la Universidad de Tokio y el profesor asociado Hitoshi Abe en el Instituto de Ciencias Estructurales de Materiales de la Organización de Investigación de Aceleradores de Alta Energía. Los detalles de sus hallazgos se informaron en la revista. Nature Communications (“Contribuciones de curvatura de bayas de fragmentos de red de kagome en películas delgadas amorfas de Fe-Sn”). “Descubrimos que el concepto de topología de banda, que se ha discutido principalmente en cristales, también es válido y tecnológicamente útil en estados amorfos”, afirmó Fujiwara.
Los caracteres espaciales reales y de número de onda contrastantes de películas delgadas cristalinas y amorfas. (Imagen: Universidad de Tohoku) Para hacer su descubrimiento, el equipo realizó experimentos y modeló cálculos en películas delgadas amorfas de hierro y estaño. Demostraron que, a pesar de una disposición atómica de corto alcance, el material amorfo seguía mostrando los mismos efectos especiales que los materiales cristalinos, en particular el efecto Hall anómalo y el efecto Nernst. “Los materiales amorfos son más fáciles y económicos de fabricar en comparación con los cristales, por lo que esto abre nuevas posibilidades para desarrollar dispositivos que utilicen estos materiales. Esto podría conducir a avances en la tecnología de detección, que es importante para crear la Internet de los objetos (IO) donde muchos dispositivos están conectados y se comunican entre sí”, añade Fujiwara. De cara al futuro, el grupo está ansioso por descubrir más materiales amorfos y desarrollar dispositivos innovadores a partir de ellos.
La película delgada amorfa experimentada en este estudio. (Imagen: Universidad de Tohoku) Ahora, un grupo de investigación en colaboración ha verificado que incluso los materiales amorfos pueden tener estas propiedades especiales. El grupo estuvo dirigido por el profesor asociado Kohei Fujiwara y el profesor Atsushi Tsukazaki del Instituto de Investigación de Materiales (IMR) de la Universidad de Tohoku; El profesor Yasuyuki Kato y el profesor Yukitoshi Motome de la Escuela de Graduados de Ingeniería de la Universidad de Tokio y el profesor asociado Hitoshi Abe en el Instituto de Ciencias Estructurales de Materiales de la Organización de Investigación de Aceleradores de Alta Energía. Los detalles de sus hallazgos se informaron en la revista. Nature Communications (“Contribuciones de curvatura de bayas de fragmentos de red de kagome en películas delgadas amorfas de Fe-Sn”). “Descubrimos que el concepto de topología de banda, que se ha discutido principalmente en cristales, también es válido y tecnológicamente útil en estados amorfos”, afirmó Fujiwara.
Los caracteres espaciales reales y de número de onda contrastantes de películas delgadas cristalinas y amorfas. (Imagen: Universidad de Tohoku) Para hacer su descubrimiento, el equipo realizó experimentos y modeló cálculos en películas delgadas amorfas de hierro y estaño. Demostraron que, a pesar de una disposición atómica de corto alcance, el material amorfo seguía mostrando los mismos efectos especiales que los materiales cristalinos, en particular el efecto Hall anómalo y el efecto Nernst. “Los materiales amorfos son más fáciles y económicos de fabricar en comparación con los cristales, por lo que esto abre nuevas posibilidades para desarrollar dispositivos que utilicen estos materiales. Esto podría conducir a avances en la tecnología de detección, que es importante para crear la Internet de los objetos (IO) donde muchos dispositivos están conectados y se comunican entre sí”, añade Fujiwara. De cara al futuro, el grupo está ansioso por descubrir más materiales amorfos y desarrollar dispositivos innovadores a partir de ellos.
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- Fuente: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63265.php
