Esquema de un solo conjunto de interacciones de banda, donde E es la energía de la banda y EF la energía de Fermi. Un cambio en la quiralidad o magnetización provocaría un cambio en la conductividad de Hall anómala. Esquema de múltiples conjuntos de interacciones de bandas, donde E es la energía de la banda y EF la energía de Fermi. Comparación de CrPt3 estequiométrico con metales elementales y semimetales de Weyl magnéticos. Crédito:MPI CPfS
La estructura electrónica de los materiales metálicos determina el comportamiento del transporte de electrones. Los semimetales magnéticos de Weyl tienen una estructura electrónica topológica única:el movimiento del electrón está vinculado dinámicamente a su espín. Estos semimetales de Weyl se han convertido en los materiales cuánticos más emocionantes que permiten el transporte sin disipación, operación de baja potencia, y campos topológicos exóticos que pueden acelerar el movimiento de los electrones en nuevas direcciones. Los compuestos Co 3 Sn 2 S 2 y compañía 2 MnGa, descubierto recientemente por el grupo Felser, han mostrado algunos de los efectos más destacados debido a un conjunto de dos bandas topológicas.
Investigadores del Instituto Max Planck de Física Química de Sólidos en Dresde, la Universidad del Sur de Florida en los EE. UU., y sus colaboradores han descubierto un nuevo mecanismo en compuestos magnéticos que acopla múltiples bandas topológicas. El acoplamiento puede mejorar significativamente los efectos de los fenómenos cuánticos. Uno de esos efectos es el efecto Hall anómalo que surge con la simetría espontánea que rompe los campos de inversión del tiempo que provocan una aceleración transversal de las corrientes de electrones. Los efectos observados y predichos en monocristales de Co 3 Sn 2 S 2 y compañía 2 MnGa muestra un aumento considerable en comparación con los imanes convencionales.
En la publicación actual, los investigadores exploraron los compuestos XPt 3 , donde predijeron un efecto Hall anómalo de casi el doble del tamaño de los compuestos anteriores. El gran efecto se debe a conjuntos de bandas topológicas entrelazadas con la misma quiralidad que acelera sinérgicamente las partículas cargadas. Curiosamente, la quiralidad de las bandas se acopla a la dirección de magnetización y determina la dirección de la aceleración de las partículas cargadas. Esta quiralidad se puede alterar mediante sustitución química. Los resultados teóricos de CrPt 3 mostrar el efecto máximo, donde MnPt3 redujo significativamente el efecto debido al cambio en el orden de las bandas quirales.
Películas de adelgazamiento avanzado del CrPt 3 se cultivaron en el Instituto Max Planck. Los científicos encontraron en varias películas un efecto Hall anómalo prístino, robusto contra el desorden y la variación de temperatura. El resultado es una fuerte indicación de que el carácter topológico domina incluso a temperaturas finitas. Los resultados muestran ser casi el doble de grande que cualquier efecto intrínseco medido en películas delgadas. La ventaja de las películas delgadas es la facilidad de integración en dispositivos cuánticos con una interacción de otras libertades, como cargo, girar, Y calor. XPt 3 Las películas muestran la posible utilización de los sensores Hall, conversión de carga a centrifugado en dispositivos electrónicos, y conversión de carga a calor en dispositivos termoeléctricos con una respuesta tan fuerte.
