De Amerikaanse energiefysici van het Ames-laboratorium onderzochten de zogenaamde topologische metalen, in het bijzonder PtSn4 (platina en tin). Het blijkt dat ze een unieke elektronische structuur hebben die ooit zou kunnen leiden tot efficiënte energiebesparingen voor computers, terwijl de processorsnelheid en toegang tot gegevensopslag toenemen.
Elektronen in topologische kwantummaterialen kunnen zich verplaatsen met snelheden die dicht bij de lichtsnelheid liggen vanwege de unieke eigenschappen van Dirac-dispersie. In een grote verscheidenheid aan bestudeerde materialen werden alleen individuele groepen elektronen geïdentificeerd die zich nabij het zogenaamde Dirac-punt bevonden. Maar in PtSn4 ontdekten wetenschappers niet alleen een hoge dichtheid van geleidingselektronen, maar vonden ze ook een groot aantal dicht bij elkaar geplaatste Dirac-punten, die verlengde lijnen of knooppunten van Dirac-bogen vormden.
"Deze manier van elektronentransport is zeer specifiek", zegt Adam Kaminski, een wetenschapper en professor bij de afdeling Fysica en Astronomie aan de Iowa State University. "In ons onderzoek zijn we erin geslaagd om de extreme waarden van magnetoweerstand te verbinden met innovaties in de elektronische structuur, die in de toekomst kunnen leiden tot een toename van de snelheid van computers, efficiëntie bij het opslaan van informatie."
De ontdekking werd gedaan met een laserhoekfoto-emissiespectroscoop die speciaal voor Kaminski in het laboratorium van Ames was geassembleerd. Het apparaat biedt metingen met hoge resolutie van details van elektronische materiaaleigenschappen.
