Topologische isolatoren zijn nieuwe materialen die al meer dan 10 jaar door vele onderzoeksgroepen over de hele wereld worden bestudeerd. Het belangrijkste voordeel van dergelijke materialen is de aanwezigheid van dissipatieloze toestanden aan de monstergrens onder bepaalde symmetrieomstandigheden, terwijl het bulkmateriaal de eigenschappen van een isolator behoudt. Gezien deze eigenschappen, het is te hopen dat topologische isolatoren kunnen worden gebruikt in geavanceerde communicatie- en informatieverwerkingssystemen, evenals in kwantumcomputers.

Veel eigenschappen van topologische isolatoren zijn inmiddels goed theoretisch beschreven, en sommige ervan zijn experimenteel geverifieerd. De basiseigenschappen die nog steeds uitgebreide verificatie vereisen, zijn onder meer de vorm van de energiedissipatiecurve van de randtoestanden in een topologische isolator, afhankelijk van hun quasi-momentumcomponenten.

De wet beschreven door deze curve ligt ten grondslag aan de meeste waarneembare en toegepaste eigenschappen van het materiaal, en het is erg belangrijk om de details ervan te kennen. Indien, bijvoorbeeld, we maken een grafiek van de dissipatiewet voor de elektronen op het oppervlak van de Bi ₂ Te ₃ klasse verbindingen, het zal lijken op een bloem met ingewikkeld gevormde bloembladen. De vorm van de bloembladen bevat informatie over de symmetrie van de dissipatiewet, die direct de fysische eigenschappen van het elektronengas beïnvloedt.

Onderzoekers van de UNN-faculteit Natuurkunde zijn al lang bezig met het bestuderen van topologische isolatoren. Onlangs, het werk is voltooid over de impact van de symmetrie van de dissipatiewet voor elektronen op de Bi ₂ Te ₃ oppervlak op de waargenomen eigenschappen van dit materiaal. Volgens universitair hoofddocent van de afdeling Theoretische Fysica Denis Khomitsky, onderzoekers konden aantonen dat de vorm van de "bloemblaadjes" van de dissipatiecurve, of liever hun symmetrie, is een weerspiegeling van specifieke en meetbare regelmatigheden.

Deze regelmatigheden omvatten het verschijnen van nieuwe pieken in het absorptiespectrum van elektromagnetische straling met verschillende polarisatie, evenals kwalitatieve verschillen in de dynamiek van het golfpakket die zich manifesteren wanneer rekening wordt gehouden met hexagonale vervorming of golfvorming van het spectrum.

"We zullen in onze toekomstige optische en transportexperimenten de werkelijke bijdrage van deze golf kunnen schatten, dat is, om de details van de 'bloembladvorm' van de dissipatiewet nauwkeuriger te beschrijven, ', zegt Denis Khomitsky.

De studie wordt gerapporteerd in de Journal of Experimental and Theoretical Physics . De onderzoekers hopen dat een beter begrip van deze wet zal bijdragen aan het versnellen van de ontwikkeling van praktisch bruikbare toepassingen en apparaten op basis van deze klasse van materialen.