Die amerikanischen Energiephysiker des Ames-Labors untersuchten die sogenannten topologischen Metalle, insbesondere PtSn4 (Platin und Zinn). Es stellt sich heraus, dass sie eine einzigartige elektronische Struktur haben, die eines Tages zu effizienten Energieeinsparungen für Computer führen und gleichzeitig die Prozessorgeschwindigkeit und den Zugriff auf Datenspeicher erhöhen könnte.
Elektronen in topologischen Quantenmaterialien können sich aufgrund der einzigartigen Eigenschaften der Dirac-Dispersion mit Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit fortbewegen. In einer Vielzahl von untersuchten Materialien wurden nur einzelne Elektronengruppen in der Nähe des sogenannten Dirac-Punktes identifiziert. In PtSn4 entdeckten die Wissenschaftler nicht nur eine hohe Dichte an Leitungselektronen, sondern fanden auch eine große Anzahl eng beieinander liegender Dirac-Punkte, die ausgedehnte Linien oder Knoten von Dirac-Bögen bilden.
"Diese Art des Elektronentransports ist sehr spezifisch", sagte Adam Kaminski, Wissenschaftler und Professor am Institut für Physik und Astronomie der Iowa State University. "In unserer Forschung haben wir es geschafft, die Extremwerte des Magnetowiderstands mit Innovationen in der elektronischen Struktur zu verbinden, die in Zukunft zu einer Erhöhung der Geschwindigkeit von Computern und einer effizienten Speicherung von Informationen führen können."
Die Entdeckung wurde mit einem Laser-Winkel-Photoemissionsspektroskop gemacht, das in Ames 'Labor speziell für Kaminski zusammengebaut wurde. Das Gerät bietet hochauflösende Messungen von Details der Eigenschaften elektronischer Materialien.
