Pesquisadores da Universidade de Hong Kong estudando a estrutura de elétrons em materiais 2D previam novos tipos de transições de fase que ainda precisam ser vistas em experimentos
Ilustração da estrutura do grafeno, o primeiro materials 2D a ser descoberto. (Cortesia: Istock/Crimson Spy)
Desde que o grafeno foi estudado pela primeira vez nos anos 2000, os cientistas têm se interessado por materiais 2D por causa de suas propriedades elétricas e ópticas novas e interessantes, bem como suas aplicações em potencial em supercondutividade, magnetismo e eletrônicos de próxima geração.
Nos últimos anos, surgiu uma nova família desses materiais, com um novo recurso estranho: bandas planas correlacionadas. Os elétrons nessas bandas têm a mesma energia, independentemente de seu movimento ou posição dentro do materials.
Nesse novo trabalho, os pesquisadores usaram a teoria de ponta e as técnicas de simulação de computador para entender esses tipos de materiais e prever suas propriedades. Em specific, eles se concentraram na interação entre Ordem Smética e ordem topológica.
O termo smetic é usado ao falar sobre cristais líquidos (que é o mesmo cristal líquido que você encontra em uma TV LCD). A palavra significa apenas um estado em que as partículas são orientadas em paralelo e dispostas em planos bem definidos. É fortemente influenciado pela estrutura e carga de forma das partículas individuais.
A ordem topológica, por outro lado, é um tipo international de arranjo de partículas e é causada pelo emaranhamento coletivo de todas as partículas em um sistema como um todo. É muito um fenômeno quântico e, portanto, às vezes é inintivo, estranho e complexo.
Geralmente, esses dois tipos diferentes de ordem são vistos competindo entre si, mas este estudo analisa o que acontece se existirem juntos.
Com base nos resultados, a equipe espera que várias novas transições de fase ocorram nesses sistemas.
Por fim, os experimentos deverão confirmar suas previsões. O que é certo, porém, é que, dado o quão abrangente é esse trabalho, os experimentalistas agora têm muito trabalho a fazer.
