Durante décadas, los científicos han estado buscando nuevos materiales que pudieran revolucionar la electrónica. Un candidato prometedor es una clase de materiales conocidos como aislantes topológicos, que tienen el potencial de conducir electricidad con muy poca resistencia. Esto podría hacerlos ideales para su uso en transistores de próxima generación, que son los componentes básicos de todos los dispositivos electrónicos.

En un nuevo estudio, investigadores de la Universidad de California, Berkeley, descubrieron una nueva forma en que los electrones viajan a través de aislantes topológicos. Este hallazgo podría proporcionar información sobre cómo diseñar aisladores topológicos con propiedades eléctricas aún mejores, acercándonos un paso más a la próxima generación de dispositivos electrónicos.

Aisladores topológicos:una breve introducción

Los aisladores topológicos son una clase de materiales que se caracterizan por sus propiedades electrónicas inusuales. En los aislantes ordinarios, los electrones están localizados en átomos específicos y no pueden moverse libremente. Sin embargo, en los aisladores topológicos los electrones pueden moverse libremente a lo largo de los bordes del material. Esto se debe a que los aisladores topológicos tienen una estructura de bandas única, que es la distribución de energía de los electrones en el material.

La estructura de banda de un aislante topológico se caracteriza por dos características:una banda prohibida y un invariante topológico. La banda prohibida es una región de energía donde no se permiten estados de electrones. El invariante topológico es un número que describe las propiedades topológicas del material.

La invariante topológica de un aislante topológico está relacionada con el número de estados de borde que tiene el material. En un aislador topológico bidimensional, el invariante topológico es igual al número de estados de borde. Esto significa que un aislante topológico bidimensional con una invariante topológica de 1 tendrá un estado de borde.

Cómo viajan los electrones a través de aislantes topológicos

En el artículo anterior, exploramos cómo viajan los electrones a través de aislantes topológicos. Descubrimos que los electrones pueden moverse libremente a lo largo de los bordes de los aisladores topológicos debido a un espacio, que es una característica topológica de estos materiales.

La forma en que los electrones viajan a través de aislantes topológicos es análoga a la forma en que el agua fluye a través de un río. En un río, el agua fluye a lo largo del lecho y de las orillas del río. En un aislante topológico, los electrones fluyen a lo largo de los bordes del material.

Esta analogía puede ayudarnos a comprender cómo se pueden utilizar las propiedades de los aislantes topológicos para crear nuevos dispositivos electrónicos. Por ejemplo, el hecho de que los electrones puedan fluir libremente a lo largo de los bordes de los aisladores topológicos podría usarse para crear transistores que sean más rápidos y eficientes que los transistores tradicionales.

Conclusión

Los aisladores topológicos son una nueva clase prometedora de materiales que tienen el potencial de revolucionar la electrónica. Las propiedades únicas de estos materiales podrían utilizarse para crear nuevos dispositivos electrónicos que sean más rápidos, más eficientes y más potentes que los dispositivos tradicionales.