Contrôler le nombre d’enroulement de défauts topologiques par ingénierie de matériaux
Certains défauts topologiques se manifestent par une singularité ou « nœud » dans un champ de phase et sont caractérisés par un nombre d’enroulement. Une dislocation coin est un exemple d’un tel défaut que l’on observe dans de multiples systèmes de la matière condensé : cristaux liquides, réseaux atomiques ou textures magnétiques. Ces défauts bénéficient aujourd’hui d’un regain d’intérêt. Leur présence dans des matériaux topologiques pourraient servir d’hôte à des anyons non-abéliens intéressants pour un calcul quantique tolérant aux erreurs. Dans une étude expérimentale à l’aide de la microscopie à effet tunnel, des chercheurs de l’INSP, en collaboration avec des collègues de l’IPCMS et de l’Université de Liège montrent que dans un réseau de moiré formé entre 2 matériaux épitaxiés, une dislocation dans l’un des réseaux atomiques mène à une dislocation dans le réseau de moiré. Le nombre d’enroulement de la dislocation dans le moiré dépend de manière subtile des paramètres structuraux des 2 matériaux. A l’aide d’un modèle mathématique simple, ils montrent qu’il est possible de contrôler le nombre d’enroulement de ce type de défauts topologiques par l’ingénierie des matériaux.
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Référence
“Higher Order Topological Defects in a Moiré Lattice”
Eugenio Gambari, Sebastian Meyer, Sacha Guesne, Pascal David, François Debontridder, Laurent Limot, Fabrice Scheurer, Christophe Brun, Bertrand Dupé, Tristan Cren, Marie Hervé.
Advanced functional materials, 34, 2407438 (2024)
Contact
Marie Hervé : marie.herve(at)insp.jussieu.fr
Figure : (a) Topographie obtenue par microscopie à effet tunnel montrant qu’une dislocation avec un nombre d’enroulement de 1 dans le réseau atomique de CrCl3 mène à une dislocation avec un nombre d’enroulement de -2 dans le réseau de moiré (b). (c) Simulation numérique de la dislocation dans le réseau de moiré reproduisant les observations expérimentales. (d) Calcul analytique du nombre d’enroulement de la dislocation dans le moiré.
