Une étude récente menée par une équipe de chercheurs de l’Université du Maryland et du National Institute of Standards and Technology (NIST) a fait la lumière sur cette question. L’équipe a étudié plusieurs matériaux quantiques originaux, connus sous le nom de semi-métaux topologiques, pour déterminer si la loi de Wiedemann-Franz était vraie dans ces systèmes.
Les semi-métaux topologiques sont une classe de matériaux qui présentent des propriétés électroniques remarquables, telles que la présence d'états de surface topologiques et la possibilité de réaliser des phénomènes quantiques exotiques. En raison de leurs caractéristiques uniques, il n’était pas clair si les lois conventionnelles de la physique, telles que la loi de Wiedemann-Franz, s’appliqueraient à ces matériaux.
Pour répondre à cette question, l'équipe de recherche a effectué des mesures détaillées de la conductivité thermique et électrique de divers semi-métaux topologiques, notamment le ditellurure de tungstène (WTe2), l'arséniure de niobium (NbAs) et l'arséniure de tantale (TaAs). Leurs résultats ont révélé que, malgré le caractère non conventionnel de ces matériaux, la loi de Wiedemann-Franz s'applique bel et bien aux semi-métaux topologiques.
Cette observation suggère que la loi de Wiedemann-Franz a un champ d’application plus large qu’on ne le pensait auparavant, s’étendant même à des matériaux quantiques exotiques. La cohérence de cette relation fondamentale met en évidence l'universalité de certaines lois physiques, quelle que soit la complexité sous-jacente du matériau.
De plus, l’étude fournit des informations précieuses sur les propriétés fondamentales des semi-métaux topologiques. En établissant la validité de la loi Wiedemann-Franz dans ces matériaux, les chercheurs obtiennent des informations supplémentaires sur leur structure électronique, leurs mécanismes de transport de charge et leurs propriétés de transport thermique. Ces connaissances peuvent être cruciales pour le développement et l’optimisation de dispositifs basés sur des semi-métaux topologiques, qui présentent un potentiel prometteur pour les technologies futures.
En résumé, les résultats de l’équipe de recherche démontrent que la loi de Wiedemann-Franz ne se limite pas aux métaux conventionnels mais s’applique également aux matériaux quantiques originaux tels que les semi-métaux topologiques. Cette observation souligne l’universalité de certaines lois physiques, permettant de mieux comprendre les propriétés fondamentales de ces matériaux non conventionnels et ouvrant la voie à leurs potentielles applications technologiques.
