Aislantes exóticos eléctricos topológicos

Los aislantes topológicos son materiales exóticos, descubiertos hace apenas algunos años, y que resultan muy prometedores para el desarrollo de nuevos tipos de dispositivos electrónicos.

En estos años, ha resultado muy difícil estudiar el inusual comportamiento que tienen los electrones dentro de estos materiales, pero nuevas técnicas desarrolladas por un equipo de investigadores podrían ahora ayudar a desentrañar los misterios de cómo exactamente se mueven y reaccionan los electrones en estos materiales, lo cual permitiría usarlos de nuevas formas.

Los aislantes topológicos son una clase de materiales que poseen características aparentemente contradictorias: La mayor parte del material actúa como aislante, bloqueando casi por completo cualquier flujo de electrones. Pero la superficie del material conduce muy bien la electricidad, como un metal. De hecho, la superficie es incluso mejor conductora que los metales normales, lo cual permite que los electrones viajen a una velocidad cercana a la de la luz y sin ser afectados por las impurezas del material, las cuales normalmente dificultan su movimiento.

Debido a estas características, se considera que los aislantes topológicos son materiales prometedores para el desarrollo de circuitos electrónicos y dispositivos de almacenamiento de datos.

Pero para desarrollar estos nuevos dispositivos se necesita conocer mejor cómo los electrones se comportan en la superficie y en el interior de un aislante topológico, y cómo los electrones de la superficie interactúan con los del interior del material.

El equipo de Yihua Wang y Nuh Gedik, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos, ha logrado obtener "filmaciones" tridimensionales del comportamiento de los electrones en un aislante topológico.

Usando la nueva técnica, los investigadores ya han descubierto interacciones nunca antes vistas entre los electrones y con respecto a secciones concretas de la estructura del material, lo cual demuestra el potencial de su método para revelar nuevos detalles sobre cómo funcionan los aislantes topológicos.

Los electrones normalmente tienen masa, al igual que muchas otras partículas elementales, pero cuando se mueven a lo largo de la superficie de un aislante topológico, lo hacen como si no la tuvieran, como sucede con la luz. Ésta es una de las características extraordinarias que hacen que estos nuevos materiales sean tan prometedores para muchas tecnologías nuevas.

Ya se han propuesto cientos de aplicaciones potenciales para los aislantes topológicos, incluyendo nuevos tipos de dispositivos de almacenamiento magnético que sustituyan a los discos duros de la actualidad.