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Una conferma dell'esistenza degli isolanti eccitonici

Un'isolante eccitonico è uno stato della materia caratterizzato dalla presenza spontanea di eccitoni, cioè coppie elettrone-buca tenute insieme dall'interazione Coulombiana, che a basse temperature formano un condensato coerente. Predetto da Walter Kohn negli anni 60, questo stato della materia ha per lungo tempo eluso possibili osservazioni sperimentali in materiali cristallini. Incuriositi da questa sfida, i ricercatori di Unimore e del CNR di Modena da anni sono alla ricerca di possibili candidati attraverso calcoli analitici e simulazioni su supercalcolatori, sostenuti anche dai prestigiosi finanziamenti "PRIN" del Ministero dell'Università e della Ricerca.

Da questa esperienza, culminata con articoli su riviste del calibro di Nature Nanotechnology, Nature Communications e PNAS, una classe di cristalli è risultata particolarmente promettente: i calcogenuri di metalli di transizione, che possono essere esfoliati fino a ottenere materiali di spessore atomico. Stimolati dalle scoperte di Unimore e del CNR, ricercatori sperimentali dell'Università di Washington hanno studiato uno di questi materiali, un singolo strato di WTe2. Supportati dalle analisi teoriche che hanno coinvolto la Prof.ssa Elisa Molinari del FIM e ricercatori del CNR e di Tor Vergata, questi esperimenti hanno portato alle prime evidenze di un isolante eccitonico in un materiale all'equilibrio.

I risultati, pubblicati su Nature Physics assieme a dati analoghi dall'Università di Princeton, hanno subito suscitato grande interesse nella comunità scientifica e aprono la strada ad un nuovo appassionante ambito di ricerca.

Referenza: Sun, B., Zhao, W., Palomaki, T. et al. Evidence for equilibrium exciton condensation in monolayer WTe2. Nat. Phys. (2021). https://doi.org/10.1038/s41567-021-01427-5.

[Ultimo aggiornamento: 14/01/2022 12:44:25]