Les matériaux topologiques sont une classe de matériaux possédant des propriétés électroniques uniques protégées par des invariants topologiques. Ces matériaux ont suscité beaucoup d'intérêt ces dernières années en raison de leur potentiel pour la réalisation de nouvelles formes de matière quantique et pour leur utilisation dans les futurs appareils électroniques.
Un type de matériau topologique est l’isolant topologique, qui est un matériau isolant présentant des états de surface conducteurs. Ces états de surface sont protégés par un invariant topologique, ce qui signifie qu'ils ne peuvent être détruits sans modifier les propriétés topologiques du matériau.
Les isolants topologiques d'ordre supérieur sont une généralisation des isolants topologiques. Ils ont des invariants topologiques d'ordre supérieur et leurs états de surface présentent des propriétés exotiques que l'on ne retrouve pas dans les isolants topologiques conventionnels. Cependant, la détection d’isolants topologiques d’ordre supérieur s’avère une tâche difficile en raison de la nature complexe de leurs états de surface.
Dans leur étude, les physiciens de Wurtzbourg et de Constance ont développé une nouvelle méthode de détection d'isolants topologiques d'ordre supérieur. Leur méthode consiste à mesurer la conductance électrique d'un matériau en fonction de son épaisseur. Ils ont découvert que la conductance d’un isolant topologique d’ordre supérieur présente un pic caractéristique à une épaisseur spécifique.
Ce pic caractéristique est une signature des états de surface de l'isolant topologique d'ordre supérieur. En mesurant la conductance d'un matériau, les physiciens ont pu détecter la présence d'isolants topologiques d'ordre supérieur et les distinguer des autres types de matériaux topologiques.
Les découvertes des physiciens ont des implications importantes pour le domaine des matériaux topologiques. Ils fournissent un nouvel outil de détection des isolants topologiques d’ordre supérieur, qui permettra aux chercheurs d’étudier ces matériaux plus en détail et d’explorer leur potentiel pour de futures applications.
De plus, les découvertes des physiciens pourraient avoir des implications pour le développement de nouveaux appareils électroniques. Les isolants topologiques d’ordre supérieur ont le potentiel d’être utilisés en spintronique, qui est l’étude de la manière d’utiliser les spins des électrons pour stocker et traiter des informations. Ils pourraient également être utilisés en informatique quantique, qui étudie la façon d’utiliser les propriétés quantiques des particules pour effectuer des calculs.
L'étude des physiciens représente une avancée significative dans la compréhension et la détection des isolants topologiques d'ordre supérieur. Leurs découvertes pourraient ouvrir de nouvelles voies de recherche dans le domaine des matériaux topologiques et conduire au développement de nouvelles applications en spintronique et en informatique quantique.
