FÃsicos atrapan electronres en un cristal 3D por primera vez
FÃsicos del MIT han atrapado con éxito electrones en un cristal puro, consiguiendo por primera vez una banda plana electrónica en un material tridimensional.
Con cierta manipulación quÃmica, los investigadores también demostraron que podÃan transformar el cristal en un superconductor, un material que conduce electricidad con resistencia cero, informa el MIT.
La geometrÃa atómica del cristal hace posible el estado atrapado de los electrones. El cristal, que los fÃsicos sintetizaron, tiene una disposición de átomos que se asemeja a los patrones tejidos en "kagome", el arte japonés de tejer cestas. En esta geometrÃa especÃfica, los investigadores descubrieron que los electrones estaban "enjaulados", en lugar de saltar entre átomos y asentarse en la misma banda de energÃa.
Los investigadores dicen que este estado de banda plana se puede lograr con prácticamente cualquier combinación de átomos, siempre que estén dispuestos en esta geometrÃa 3D inspirada en Kagome.
Los resultados publicados en Nature proporcionan una nueva forma para que los cientÃficos exploren estados electrónicos raros en materiales tridimensionales, según los autores. Estos materiales podrÃan algún dÃa optimizarse para permitir lÃneas eléctricas ultraeficientes, bits cuánticos de supercomputación y dispositivos electrónicos más rápidos e inteligentes.
"Ahora que sabemos que podemos hacer una banda plana a partir de esta geometrÃa, tenemos una gran motivación para estudiar otras estructuras que podrÃan tener otra fÃsica nueva que podrÃa ser una plataforma para nuevas tecnologÃas", dice el autor del estudio Joseph Checkelsky, profesor asociado de fÃsica. .
En los últimos años, los fÃsicos han atrapado electrones con éxito y han confirmado su estado electrónico de banda plana en materiales bidimensionales. Sin embargo, los cientÃficos descubrieron que los electrones atrapados en dos dimensiones pueden escapar fácilmente de la tercera, lo que hace que los estados de banda plana sean difÃciles de mantener en 2D.
En su nuevo estudio, Checkelsky, Comin y sus colegas buscaron crear bandas planas en materiales 3D, de modo que los electrones quedaran atrapados en las tres dimensiones y cualquier estado electrónico exótico pudiera mantenerse de manera más estable.
