Interface de isolantes topológicos com semicondutores

Uma nova classe da matéria de interesse atual é a dos chamados isolantes topológicos. Estes são caracterizados por seu comportamento eletrônico muito peculiar: são isolantes no interior enquanto as bordas são metálicas. Esta “anomalia” emerge da topologia não-trivial da estrutura de bandas.

As propriedades básicas de isolantes topológicos já foram bem estabelecidas, mas a interface entre eles e semicondutores merecem ser exploradas – esses sistemas combinados que podem ter grande relevância tecnológica.

Para começar a preencher essa lacuna, pesquisadores no Brasil e nos Estados Unidos conceberam um modelo geral que revela o padrão de interação entre um isolante topológico e um semicondutor. O modelo foi validado por cálculos de primeiros princípios realizados com filmes de Bi_2Se_3 fracamente ligados (van der Waals) a um substrato semicondutor de GaAs.

O trabalho, publicado na “Nature Communications” em 3 de julho, é de autoria de Leandro Seixas, Adalberto Fazzio, do Instituto de Física da Universidade de São Paulo, em colaboração com S.B. Zhang e D. West, do Instituto Politécnico Rensselaer, em Nova York (EUA).

Segundo os resultados do modelo, a fraca interação com um material semicondutor pode levar à hibridização de estados topológico com outros não topológicos, alterando seu comportamento com relação ao isolante topológico livre.

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