Des états quantiques cachés découverts dans le cobalt métallique

Une équipe internationale a révélé un réseau complexe d'états électroniques topologiques à l'intérieur du cobalt qui demeurent stables à température ambiante. Cette découverte remet en question des décennies d'hypothèses sur ce métal pourtant bien étudié et ouvre la voie à des applications potentielles dans la spintronique et les technologies quantiques.

Des chercheurs dirigés par le Dr Jaime Sánchez-Barriga au Helmholtz-Zentrum Berlin ont utilisé la spectroscopie de photoémission résolue en spin et en angle au sein de l'installation BESSY II pour cartographier la structure électronique du cobalt. Ils ont identifié de multiples lignes nodales magnétiques où des états polarisés en spin se croisent sans former de bandes interdites. Ces croisements permettent aux électrons de se comporter comme des particules sans masse et de voyager à haute vitesse dans certaines directions cristallines. La polarisation de spin peut être inversée en modifiant la direction de l'aimantation du matériau. Des calculs basés sur les principes premiers, effectués par une équipe incluant la Dre Maia G. Vergniory, ont confirmé les résultats expérimentaux et montré que les symétries cristallines de réflexion protègent ces lignes nodales. L'étude a été publiée dans Communications Materials en 2026. Ces travaux ont impliqué des scientifiques d'institutions en Allemagne, en Espagne, au Royaume-Uni et au Canada. Ils suggèrent que d'autres métaux ferromagnétiques familiers pourraient receler des caractéristiques quantiques cachées similaires.

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