Odkryto pierwszy naturalny izolator topologiczny

Izolatory topologiczne są wyjątkowo młodym wynalazkiem współczesnej fizyki. W ich budowie kluczowe jest to, że pozwalają na przepływ elektronów tylko po swojej zewnętrznej powierzchni. Tego typu substancje podlegają prawom mechaniki kwantowej, w związku z czym nie tracą energii podczas interakcji z drganiami sieci krystalicznej. Co więcej, ślizgające się po powierzchni TI elektrony są synchronicznie wiązane pod względem spinu i kierunku. Ta cecha może zostać wykorzystana do rozwoju spintroniki, która opiera się na założeniu, że spinami elektronów można plastycznie manipulować.

Izolatory topologiczne mogą zostać wykorzystane do budowy komputerów kwantowych, a także organicznych implantów medycznych. Ale zanim TI wprowadzą elektronikę w nową erę, trzeba potwierdzić ich występowanie w przyrodzie. Teraz naukowcom się to udało.

Kawazulit to kompozyt bizmutu, telluru, selenu i siarki. Minerał ten wydobywany w jednej z opuszczonych kopalni złota w Czechach wykazuje właściwości przypisywane izolatorom topologicznym. Kawazulit wykazuje właściwości TI równie dobre, jak substancje opracowane w warunkach laboratoryjnych (mobilność elektronów do dziur jest wyższa niż 1000 cm2/Vs).

Naukowcy przypuszczają, że kawazulit nie jest jedynym izolatorem topologicznym występującym powszechnie w przyrodzie. Poszukiwania kolejnych już się rozpoczęły.