De nouvelles recherches révèlent le spectre inhabituel des phonons du graphène avec une exhaustivité remarquable.
Lors de la cristallisation, les atomes sont séparés en larges bandes d'énergie. Les propriétés électriques du cristal sont déterminées par cet écart de niveau, mais ce n’est pas le seul. La manière dont les atomes sont disposés dans l’espace est également importante et, dans de rares cas, un cristal peut présenter certaines symétries qui confèrent aux bandes des propriétés « topologiques ».
phonons Son mouvement au sein d’un cristal est contrôlé par sa structure de bande, qui peut également avoir des propriétés topologiques comme celles des électrons. Pour détecter que le graphène, dont il a déjà été démontré qu'il possède des électrons topologiques, possède également des phonons topologiques, Jiade Li de l'Institut chinois de physique et ses collègues ont utilisé un type spécial de spectroscopie électronique.
Les matériaux topologiques possèdent un certain nombre de propriétés remarquables, notamment la capacité d'accueillir des quasiparticules de Majorana et des courants de surface non dispersifs sans être affectés par des défauts ou d'autres perturbations locales. En effet, ils découlent de la topologie globale de la structure de bande plutôt que de sa topographie locale. Pour cartographier la structure complète des bandes de phonons du graphène, Li et ses collègues ont utilisé une méthode qui analyse l'énergie perdue par les électrons comme indicateur de l'élan lorsqu'ils rebondissent sur une surface. Un phonon résonnant fait perdre plus d’énergie aux électrons.
Les points de Dirac et les anneaux de nœuds, deux types de caractéristiques topologiques qui émergent lorsque les bandes de phonons se croisent, peuvent être trouvés sur la carte détaillée de l'équipe. L'existence de phonons topologiques n'est pas toujours impliquée par la coïncidence des intersections et des propriétés topologiques. Mais Li et ses collègues sont convaincus de les avoir vus car leur carte est très similaire à celle obtenue par la théorie. Pour créer des diodes phonons et d'autres dispositifs « phononiques », le prochain objectif des chercheurs est de trouver des états de bord topologiques phononiques.
Source : physics.aps.org/articles/v16/s126
📩 15/09/2023 09:19