Topologische Isolatoren: Elektronen halten Sicherheitsabstand

Rastertunnel-Mikroskopie-Aufnahme von Bismuten in der Nähe einer atomaren Terass
Rastertunnel-Mikroskopie-Aufnahme von Bismuten in der Nähe einer atomaren Terassenstufe der Siliziumkarbid-Unterlage. Am Rand der (blauen) bienwabenförmig angeordneten Bismut-Atome befinden sich zusätzliche leitfähige Elektronen in einem sehr schmalen, eindimensionalen (goldenen) Kanal, welche sich nur am Rand des Films frei bewegen können. ( Universität Würzburg)

Ein Team der Uni Würzburg hat die Eigenschaften von Bismuten untersucht, einem Topologischen Isolator. Erstmals wurde beobachtet, dass dort die Beweglichkeit von Elektronen durch kollektive Effekte eingeschränkt werden kann.

Topologische Isolatoren sind Zwittermaterialien. Das bedeutet, dass sie in ihrem Inneren keinen elektrischen Strom leiten können, sehr wohl aber an ihrem Rand. Gewöhnliche leitfähige Materialien, zum Beispiel Metallkabel, besitzen einen kleinen, aber endlichen elektrischen Widerstand. Dieser führt zu elektrischen Verlusten und das Material erhitzt sich. Ursache dafür ist die Streuung der Elektronen an Defekten in der Kristallstruktur des Leitermaterials. ...

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