Ditelururo de tungsteno (WTe₂ ) ha demostrado recientemente ser un material prometedor para la realización de estados topológicos. Estos se consideran la clave para los nuevos dispositivos "espintrónicos" y las computadoras cuánticas del futuro debido a sus propiedades electrónicas únicas. Los físicos de Forschungszentrum Jülich ahora han podido comprender por primera vez cómo las propiedades topológicas de WTe₂ multicapa los sistemas se pueden cambiar sistemáticamente por medio de estudios bajo un microscopio de efecto túnel. Los resultados han sido publicados en la revista Nano Letters .

Los aisladores topológicos se hicieron conocidos más allá de los círculos de expertos gracias al Premio Nobel de Física de 2016. Sin embargo, su investigación aún está en sus comienzos y muchas preguntas fundamentales siguen sin respuesta. Una de las características distintivas del compuesto WTe₂ es que exhibe toda una gama de fenómenos físicos exóticos dependiendo del espesor de su capa. Las capas atómicamente delgadas son aislantes en la superficie, pero debido a su estructura cristalina exhiben los llamados canales de borde topológicamente protegidos. Estos canales de borde son eléctricamente conductores y la conducción depende del espín de los electrones. Si dos capas de este tipo se apilan una encima de la otra, se producen interacciones crucialmente diferentes dependiendo de cómo se alineen las capas.

Si las dos capas no están alineadas, los canales de borde conductores en las dos capas interactúan solo mínimamente. Sin embargo, si se tuercen exactamente 180°, la protección topológica así como los canales del borde desaparecen y todo el sistema se vuelve aislante. Además, con un giro mínimo de solo unos pocos grados, se forma una superestructura periódica, la llamada red moiré, que además modula la conductividad eléctrica. Investigadores del Instituto Peter Grünberg (PGI-3) ahora han podido estudiar estas propiedades localmente a escala atómica por primera vez utilizando un microscopio de túnel de barrido que brinda información crucial sobre las interacciones entre las capas.