L’effetto Hall anomalo quantistico (QAHE) presenta vantaggi unici nelle applicazioni topotroniche, ma realizzare il QAHE con proprietà magnetiche e topologiche sintonizzabili per la costruzione di dispositivi funzionali è ancora una sfida scientifica chiave. Attraverso calcoli basati sui principi primi, i ricercatori hanno previsto un materiale candidato che soddisfi questi requisiti.
Il lavoro correlato è stato recentemente pubblicato in Rassegna nazionale della scienza sotto il titolo “Effetti Hall anomali quantistici sintonizzabili nelle eterostrutture ferromagnetiche di van der Waals”.
I professori Wenhui Duan e Yong Xu del Dipartimento di Fisica dell'Università di Tsinghua sono gli autori corrispondenti dell'articolo. Il postdoc Feng Xue, affiliato sia al Dipartimento di Fisica dell’Università Tsinghua che all’Accademia di Scienze dell’Informazione Quantistica di Pechino, è il primo autore.
Altri coautori includono il professor Ruqian Wu dell'Università della California, Irvine, il professor Ke He dell'Università di Tsinghua, il professore associato Yusheng Hou dell'Università di Sun Yat-sen, il dottorando Zhe Wang dell'Università di Fudan e lo studente di dottorato Qiming Xu dell'Università di Tsinghua. .
L’effetto Hall anomalo quantistico è un fenomeno topologico caratterizzato dalla comparsa di conduttanza Hall quantizzata senza un campo magnetico esterno, che racchiude un potenziale significativo per i dispositivi elettronici di prossima generazione. Attraverso calcoli sistematici dei principi primi, il gruppo di ricerca prevede che il QAHE indotto dalla magnetizzazione sia nel piano che fuori dal piano può essere ottenuto all'interno di un unico sistema materiale composto da Bi e MnBi accoppiati da van der Waals2Te4 monostrati.
Applicando deformazione, campo magnetico o torcendo i materiali, è possibile indurre cambiamenti significativi nelle proprietà magnetiche e topologiche del sistema, risultando in stati QAHE altamente sintonizzabili. Questo studio non solo fornisce una piattaforma materiale pratica per l’elettronica topologica, ma apre anche nuove strade per un’ulteriore esplorazione sperimentale e teorica dell’effetto Hall anomalo quantistico.