Met topologische isolator germaneen naar efficiëntere elektronica

Onderzoekers van de Universiteit Twente hebben aangetoond dat germaneen, een tweedi- mensionaal materiaal gemaakt van germaniumatomen, zich gedraagt als een topologische isolator. Dit is een materiaal dat alleen langs de randen stroom geleidt. Langs deze geleidende randen stroomt elektriciteit zonder energieverlies. Momenteel verliezen elektronische apparaten veel energie in de vorm van warmte, omdat defecten in het materiaal de weerstand verhogen. Aan de randen van 2D-topologische isolatoren is er geen verstrooiing van elektronen bij defecten vanwege het topologische beschermingsmechanisme. Daarom loopt de elektrische stroom in deze isolatoren zonder energieverlies.

Het lukte de onderzoekers de geleidende eigenschappen van het materiaal ‘uit te schakelen’ met een elektrisch veld. Het is de eerste topologische isolator waarbij dat mogelijk is. Dit opent de deur naar het ontwerpen van topologische veldeffecttransistoren, die traditionele transistoren in elektronische apparaten kunnen vervangen. Met als resultaat elektronica die niet langer warm wordt.