Vols estar al dia? Subscriu-te al nostre newsletter. 1 E-mail cada 2 Mesos! |
 |
Línia de llum LOREA, Sincrotró ALBA.
Cerdanyola del Vallès, 9 de maig 2023 LOREA és la 9a línia de llum del Sincrotró ALBA, dedicada a l'estudi de l'estructura electrònica de materials sòlids mitjançant la tècnica ARPES. Aquesta línia de llum, cofinançada pel Fons Europeu de Desenvolupament Regional (FEDER) en el marc del Programa Operatiu FEDER de Catalunya 2014-2020, està plenament operativa acollint diferents grups de recerca d'Espanya i de l'estranger.
Ara, un estudi liderat per investigadors de l'IMDEA Nanociencia amb la participació d'investigadors de l'Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2), la Universitat de Barcelona (UB) i el Sincrotró ALBA i el suport teòric de l'Acadèmia de Ciències de Bulgària i el Donostia International Physics Center (DIPC) ha estat publicat a la revista Nano Letters. El focus d'aquest treball és veure com un aïllant topològic, una classe de material quàntic l'interior del qual es comporta com un aïllant elèctric però la seva superfície actua com a conductor, es veu afectat pel dopatge amb materials poc comuns.
Els resultats, obtinguts gràcies a les mesures ARPES realitzades a LOREA, van demostrar que el dopatge de Bi2Se2Te amb els elements rars (Er i Dy) va modificar les seves propietats electròniques, com l'estructura de bandes i la superfície de Fermi, que expliquen la distribució dels electrons responsables del corrent elèctric. En fer-ho, els investigadors van descobrir una forta interacció magnètica entre el dopant i el substrat, i van trobar que la seva força, superior a la prevista, afectava la simetria de les propietats electròniques del material i, per tant, la manera com els electrons transporten la càrrega elèctrica. Amb aquest nou descobriment, els investigadors han fet un pas que ajudarà a ampliar el coneixement dels materials quàntics per a l'espintrònica i podria conduir a una tecnologia innovadora en un futur no tan llunyà.
Les dades experimentals es van obtenir a la línia de llum LOREA mitjançant la tècnica ARPES (espectroscòpia de fotoemissió d’angle resolt) i amb mesures XPS (espectroscòpia de fotoemissió de raigs X), per estudiar les propietats electròniques i les interaccions entre el substrat i el dopant d’elements rars.
Massimo Tallarida, científic responsable de la línia de llum LOREA, comenta com aquest estudi obre noves oportunitats de recerca en el camp: "Gràcies a l'observació directa del fort acoblament d'intercanvi amb les tècniques experimentals que ofereix LOREA, podem proposar un mètode per dopar aïllants topològics amb impureses d’elements rars de manera controlada per realitzar l'efecte anòmal quàntic Hall, que consisteix en la formació de corrents polaritzats sense dissipació de spin en absència de camp magnètic".
Superfície Fermi(FS) per al Bi2Se2Te pristí, que mostra la deformació hexagonal de l'aïllant topològic (esquerra) i per a la monocapa 0,3 Er (ML) / Bi2Se2Te, mostrant la deformació trigonal de la TSS (dreta). Totes les mesures adquirides a LOREA han estat amb una energia fotònica hν = 52 eV i a baixa temperatura T = 15 K.
Referència: Experimental Demonstration of a Magnetically Induced Warping Transition in a Topological Insulator Mediated by Rare-Earth Surface Dopants. Beatriz Muñiz Cano, Yago Ferreiros, Pierre A. Pantaleón, Ji Dai, Massimo Tallarida, Adriana I. Figueroa, Vera Marinova, Kevin García-Díez, Aitor Mugarza, Sergio O. Valenzuela, Rodolfo Miranda, Julio Camarero, Francisco Guinea, Jose Angel Silva-Guillén, and Miguel A. Valbuena. Nano Lett. 2023, https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c00587
Projecte cofinançat pel Fons Europeu de Desenvolupament Regional (FEDER) en el marc del Programa Operatiu FEDER de Catalunya 2014-2020.
Amb la col·laboració de la Fundació Espanyola per a la Ciència i la Tecnologia. El Sincrotró ALBA forma part de la xarxa d'Unitats de Cultura Científica i de la Innovació (UCC+i) de la Fundació Espanyola per a la Ciència i la Tecnologia (FECYT) i ha rebut suport a través del projecte FCT-21-17088.
