Las características de una nueva, En la Universidad de Purdue se determinó el tipo de material que contiene hierro que se cree que tendrá aplicaciones futuras en nanotecnología y espintrónica.

El material nativo, un aislante topológico, es un tipo inusual de sistema tridimensional (3-D) que tiene la interesante propiedad de no cambiar significativamente su estructura cristalina cuando cambia las fases electrónicas, a diferencia del agua, por ejemplo, que va del hielo al líquido y al vapor. Más importante, el material tiene una superficie eléctricamente conductora pero un núcleo no conductor (aislante).

Sin embargo, una vez que el hierro se introduce en el material nativo, durante un proceso llamado dopaje, Aparecen ciertos reordenamientos estructurales y propiedades magnéticas que se han encontrado con métodos computacionales de alto rendimiento.

"Estos nuevos materiales, estos aislantes topológicos, han atraído bastante atención porque muestran nuevos estados de la materia, "dijo Jorge Rodríguez, profesor asociado de física y astronomía.

"La adición de iones de hierro introduce nuevas propiedades magnéticas que dan a los aislantes topológicos nuevas aplicaciones tecnológicas potenciales, ", Dijo Rodríguez." Con la adición de dopantes magnéticos a los aislantes topológicos, como los iones de hierro, Se esperan nuevos fenómenos físicos como resultado de la combinación de propiedades topológicas y magnéticas ".

En 2016, tres científicos recibieron el Premio Nobel de Física por su trabajo en materiales relacionados.

Pero a pesar de toda la fascinación y la promesa de los aislantes topológicos que contienen hierro, El uso de estos materiales en nanotecnología necesitaba una mayor comprensión de cómo su estructura, las propiedades electrónicas y magnéticas trabajan juntas.

Rodríguez dijo que su trabajo usa supercomputadoras para explicar la espectroscopia de Mössbauer, una técnica que detecta configuraciones estructurales y electrónicas muy pequeñas, para comprender lo que otros científicos han estado observando experimentalmente en sistemas de hierro.

"Al utilizar las leyes de la mecánica cuántica en un entorno computacional, pudimos utilizar una técnica de modelado llamada teoría funcional de la densidad, que resuelve las ecuaciones básicas de la mecánica cuántica para este material, y pudimos explicar completamente los resultados experimentales, Rodríguez dijo. "Por primera vez pudimos establecer una relación entre los datos experimentales producidos por la espectroscopia de Mössbauer, y la estructura tridimensional de este material. Esta nueva comprensión del material topológico facilitará a los ingenieros su uso en nuevas aplicaciones ".

El trabajo fue publicado en Revisión física B .