Metallicity-driven polar transitions in topological epilayers
Dos autores Eduardo D. Stefanato, Nicolas M. Kawahala, Bianca A. Kawata, Paulo H. O. Rappl, Eduardo Abramof, and Felix G. G. Hernandez.
Publicado em Communications Physics 8, 419 (2025)
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Novos caminhos para materiais quânticos multifuncionais
Pesquisadores do Instituto de Física da USP demonstraram o controle de propriedades fundamentais em materiais quânticos que combinam metalicidade, ferroeletricidade e topologia. O estudo, publicado na revista Communications Physics do grupo Springer Nature, investigou filmes finos de Pb(1-x)Sn(x)Te — um material conhecido por suas propriedades topológicas — utilizando espectroscopia de terahertz. Os materiais estudados foram produzidos por colaboradores no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE).
O trabalho mostra que a dopagem com pequenas quantidades de bismuto permite ajustar, de forma precisa, tanto a concentração quanto o tipo de portadores de carga. Essa modulação influencia diretamente a transição ferroelétrica do material, isto é, a passagem para um estado no qual a rede cristalina adquire uma polarização elétrica.
Além disso, a pesquisa revela que a temperatura crítica dessa transição pode ser controlada em uma faixa ampla ao variar a dopagem. Esse resultado abre caminho para a criação de materiais quânticos multifuncionais, nos quais ordem estrutural e propriedades eletrônicas podem ser ajustadas de maneira integrada.
A descoberta é relevante porque metais polares em filmes finos topológicos são candidatos promissores para novas tecnologias em eletrônica de baixo consumo, spintrônica e dispositivos quânticos. Com este estudo, o grupo fornece uma plataforma versátil para a engenharia de estados exóticos da matéria.
