Dans le monde des matériaux quantiques originaux, les scientifiques ont observé qu’une vieille loi reste vraie. La loi, connue sous le nom de « loi Wiedemann-Franz », stipule que pour les métaux à basse température, leur conductivité thermique est proportionnelle à leur conductivité électrique. Cela signifie que les matériaux qui conduisent bien la chaleur sont également bons pour conduire l’électricité.

Cette relation entre conductivité thermique et électrique est connue depuis plus d’un siècle et était initialement considérée comme une propriété fondamentale des métaux. Cependant, ces dernières années, les scientifiques ont découvert des matériaux connus sous le nom de « semi-métaux topologiques » qui semblent enfreindre cette règle. Les semi-métaux topologiques sont des matériaux dotés d'une structure électronique unique qui leur permet de conduire l'électricité sans conduire la chaleur ou vice versa.

Ces matériaux ont intrigué les scientifiques et ont fait l’objet d’intenses recherches ces dernières années, car ils recèlent un potentiel d’applications en électronique et dans d’autres technologies. Les scientifiques ont tenté de comprendre les principes fondamentaux régissant le comportement des semi-métaux topologiques, notamment la relation entre leurs propriétés de transport thermique et électrique.

Pour faire la lumière sur ce sujet, une équipe de chercheurs internationaux dirigée par des scientifiques de l’Université de Tokyo et de l’Université de Bâle a mené une expérience pour mesurer les conductivités thermique et électrique d’un semi-métal topologique appelé ditellurure de tungstène. Ils ont utilisé une technique avancée appelée « technique de thermoréflectance dans le domaine temporel » pour mesurer les propriétés thermiques, ce qui leur a permis de mesurer des processus de transport de chaleur incroyablement rapides dans le matériau.

Les résultats de l'expérience ont montré que le ditellurure de tungstène présente effectivement une relation semblable à la loi de Wiedemann-Franz entre ses conductivités thermique et électrique, mais avec une modification inhabituelle. Les chercheurs ont découvert que même si la relation globale est valable, il existe également un terme supplémentaire qui contribue à la conductivité thermique. Ce terme, propre aux semi-métaux topologiques, est dû aux propriétés électroniques inhabituelles de ces matériaux et peut être essentiel pour comprendre leur comportement.

Les résultats de cette étude contribuent à améliorer notre compréhension du comportement des semi-métaux topologiques et nous rapprochent de la révélation des secrets de ces matériaux fascinants. Les recherches futures approfondiront cette contribution inattendue et exploreront comment ces matériaux peuvent être utilisés dans des applications où leurs propriétés inhabituelles peuvent être exploitées.