Ερευνητές από το Ινστιτούτο Θεωρητικής Φυσικής (IPhT) και την ομάδα του Adolfo Grushin στο Université Grenoble Alpes απέδειξαν ότι οι τοπολογικές χειρόμορφες φάσεις μπορούν να υπάρξουν ακόμη και σε άμορφα υλικά χωρίς δομική τάξη.
Η μελέτη, η οποία δημοσιεύτηκε στο Physical Review Materials, ανατρέπει την καθιερωμένη επιστημονική άποψη ότι η αταξία καταστρέφει αναπόφευκτα τις μεταλλικές τοπολογικές καταστάσεις.
Η υπέρβαση των ορίων της αταξίας στα υλικά
Τα τοπολογικά ημιμέταλλα (TSMs) διακρίνονται για ηλεκτρονικές ιδιότητες που προστατεύονται από τη γεωμετρική δομή των κυματοσυναρτήσεών τους, προσφέροντας συναρπαστικές προοπτικές για κβαντικές εφαρμογές. Ενώ προηγούμενες θεωρίες προέβλεπαν ότι η μέτρια αταξία θα κατέστρεφε τις φάσεις αυτές, τα πρόσφατα πειράματα έδειξαν ότι πολλές από τις ιδιότητες των TSM παραμένουν ενεργές σε άμορφα δομικά στάδια.
Χρησιμοποιώντας προηγούμενες μεθόδους θεωρίας ομάδων συμμετρίας, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι τα άμορφα υλικά μπορούν να διατηρήσουν τοπική χειρόμορφη τάξη.
Νέες προοπτικές για την τεχνολογία
Η τοπική χειρόμορφη τάξη και τα μαθηματικά της θεωρίας ομάδων επιτρέπουν πλέον τον σχεδιασμό ισχυρών άμορφων χειρόμορφων τοπολογικών φάσεων, ανοίγοντας τον δρόμο για εφαρμογές όπως η φωτροοδηγούμενη φωτοαπόκριση ανάλογα με τη δεξιόστροφη ή αριστερόστροφη δομή και η τοπολογικά ενισχυμένη χημική κατάλυση.
Η ερευνητική ομάδα προσαρμόζει ήδη τις μεθόδους αυτές για προσομοιώσεις υλικών πρώτων αρχών σε άμεσα προσβάσιμα άμορφα υλικά.
