Les physiciens américains de l'énergie du laboratoire Ames ont étudié les métaux dits topologiques, en particulier le PtSn4 (platine et étain). Il s'avère qu'ils ont une structure électronique unique qui pourrait un jour conduire à des économies d'énergie efficaces pour les ordinateurs tout en augmentant la vitesse du processeur et l'accès au stockage de données.
Les électrons dans les matériaux quantiques topologiques peuvent voyager à des vitesses proches de la vitesse de la lumière en raison des propriétés uniques de la dispersion de Dirac. Dans une grande variété de matériaux étudiés, seuls des groupes individuels d'électrons situés près du soi-disant point de Dirac ont été identifiés. Mais dans PtSn4, les scientifiques ont non seulement détecté une densité élevée d'électrons de conduction, mais ont également trouvé un grand nombre de points Dirac étroitement espacés, formant des lignes prolongées ou des nœuds d'arcs de Dirac.
«Ce mode de transport d'électrons est très spécifique», a déclaré Adam Kaminski, scientifique et professeur au Département de physique et d'astronomie de l'Université de l'Iowa. «Dans nos recherches, nous avons réussi à relier les valeurs extrêmes de la magnétorésistance à des innovations dans la structure électronique, ce qui peut conduire à l'avenir à une augmentation de la vitesse des ordinateurs, de l'efficacité du stockage des informations.
La découverte a été faite avec un spectroscope laser à photoémission angulaire assemblé dans le laboratoire d'Ames spécifiquement pour Kaminski. L'appareil fournit des mesures haute résolution des détails des propriétés des matériaux électroniques.
