C’est confirmé, les isolants topologiques existent

Les isolants topologiques, ces matériaux cristallins isolants en volume mais conducteurs en surface, existent-ils vraiment ? On pouvait en douter tant que les démonstrations expérimentales portaient sur des puits quantiques de quelques nanomètres d’épaisseur, difficiles à assimiler à des objets à 3 dimensions. Ce n’est plus le cas depuis qu’une équipe Leti – CNRS a vérifié ces étonnantes propriétés sur un échantillon de leur fabrication dont l’épaisseur est de plusieurs dizaines de nanomètres.
Dans la foulée, l’ANR a accepté de financer un projet baptisé Semitopo : il portera sur l’optimisation et la caractérisation des premières structures réalisées et comprendra des campagnes de mesure au Synchrotron.
Ces tout premiers isolants topologiques made in Grenoble sont constitués de substrats en tellure de cadmium sur lesquels des couches de tellure de mercure contraintes ont été déposées. Le premier challenge était de les fabriquer : le Leti y a employé ses 30 ans d’expérience en épitaxie par jets moléculaires, ce procédé mis au point et constamment amélioré pour les imageurs infrarouge de Sofradir. L’institut Néel les a ensuite caractérisés grâce à des mesures de transport.
La démonstration des isolants topologiques n’a pas qu’un intérêt fondamental : ces matériaux capables de transporter un courant de spin sans élément magnétique devraient s’intégrer bientôt dans des composants spintroniques ; et à plus long terme, dans des ordinateurs quantiques.

Contact : philippe.ballet@cea.fr

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