Впервые осуществлено прямое наблюдение токов в топологическом изоляторе

Используя сверхчувствительный детектор собственной конструкции исследователи Стэнфордского института SIMES (Stanford Institute for Materials and Energy Sciences) смогли получить первые изображения электрических токов, распространяющихся по граням топологического изолятора (недавно открытое состояние материи с потенциальными приложениями в информационных технологиях).

Изготовленный командой сверхпроводящий квантовый интерферометр SQUID (superconducting quantum interference device) — микроскоп для наблюдения магнитных полей — обладал чувствительностью в 100 млн раз больше, чем у лучших коммерческих вариантов. Он применялся для исследования образца полупроводника теллурида ртути, который превращается в топологический изолятор при охлаждении почти до абсолютного нуля в присутствии электрического поля.

Как описывается в публикации в журнале Nature Materials, сначала тонкий лист этого материала действовал как проводник, но при постепенном увеличении интенсивности электрического поля, наступал момент, когда происходило внезапное вытеснение тока на поверхность образца — он становился топологическим изолятором. Картина происходящего отчетливо видна на прилагающейся анимации.

В дальнейшем в планах ученых детальное изучение поверхностных токов в новых и потенциальных топологических изоляторах, таких как теллурид висмута и 3D-материалы, эксперименты с образцами различной формы в широком диапазоне температур.