À l'aide de calculs théoriques de pointe effectués au NERSC, des chercheurs de la fonderie moléculaire de Berkeley Lab ont prédit de nouvelles propriétés fascinantes du lithium, un métal alcalin léger qui intrigue les scientifiques depuis deux décennies avec sa remarquable diversité d'états physiques à haute pression.

« Dans des conditions normales, le lithium est un métal simple qui forme un solide cristallin classique. Cependant, les scientifiques ont montré que lorsque vous mettez un cristal de lithium sous pression, la structure atomique change et, quelque peu contre-intuitif, sa conductivité chute, devenant moins métallique, " a déclaré Stéphanie Mack, un étudiant diplômé assistant de recherche au Berkeley Lab et premier auteur de l'étude, Publié dans PNAS . "Nous avons découvert qu'il devient aussi topologique, avec des propriétés électroniques similaires au graphène."

Les matériaux topologiques sont une classe de solides récemment découverte qui présentent des propriétés exotiques, comme avoir des intérieurs isolants mais des surfaces hautement conductrices, même déformé. Ils sont passionnants pour des applications potentielles dans l'électronique de nouvelle génération et la science de l'information quantique. Selon les coauteurs Sinéad Griffin et Jeff Neaton, le lithium devient topologique à des pressions élevées mais réalisables expérimentalement, comparable à un quart de la pression au centre de la Terre.

Jusqu'ici, la plupart des matériaux topologiques vérifiés expérimentalement contiennent des matériaux lourds, potentiellement toxique, éléments. "Mais nous avons prédit que le lithium, ostensiblement un simple métal, peut également avoir ces propriétés uniques, " dit Mack.