Met behulp van geavanceerde theoretische berekeningen uitgevoerd bij NERSC, onderzoekers van Berkeley Lab's Molecular Foundry hebben fascinerende nieuwe eigenschappen van lithium voorspeld - een licht alkalimetaal dat wetenschappers al twee decennia intrigeert met zijn opmerkelijke diversiteit aan fysieke toestanden bij hoge druk.

"Onder standaardomstandigheden lithium is een eenvoudig metaal dat een kristallijne vaste stof uit het leerboek vormt. Echter, wetenschappers hebben aangetoond dat wanneer je een lithiumkristal onder druk zet, de atomaire structuur verandert en, enigszins contra-intuïtief, zijn geleidbaarheid daalt, minder metaalachtig worden, " zei Stephanie Mack, een afgestudeerde student-onderzoeksassistent bij Berkeley Lab en eerste auteur van de studie, gepubliceerd in PNAS . "We hebben ontdekt dat het ook topologisch wordt, met elektronische eigenschappen vergelijkbaar met grafeen."

Topologische materialen zijn een recent ontdekte klasse van vaste stoffen die exotische eigenschappen vertonen, zoals isolerende interieurs en toch sterk geleidende oppervlakken, zelfs wanneer vervormd. Ze zijn opwindend voor mogelijke toepassingen in de volgende generatie elektronica en kwantuminformatiewetenschap. Volgens coauteurs Sinéad Griffin en Jeff Neaton, lithium wordt topologisch bij hoge maar experimenteel haalbare drukken, vergelijkbaar met een kwart van de druk in het centrum van de aarde.

Zo ver, de meeste experimenteel geverifieerde topologische materialen bevatten zware, mogelijk giftig, elementen. "Maar we hebben voorspeld dat lithium, ogenschijnlijk een eenvoudig metaal, kunnen ook deze unieke eigenschappen hebben, " zei Mack.