Luz em dois tons direciona elétrons em estado topológico transitório de grafeno. Os pesquisadores demonstraram que a iluminação de grafeno com luz específica pode modificar temporariamente seus estados eletrônicos, levando à formação de um estado topológico transitório.

Estado topológico transitório. Este é um estado fora do equilíbrio criado quando um campo oscilante periódico modifica a estrutura eletrônica de um material, resultando em propriedades topológicas ausentes no estado de equilíbrio.

No estudo, um campo luminoso fundamental criou o estado, enquanto um segundo laser com frequência dobrada foi usado para controlar os elétrons nesse estado. A equipe realizou experimentos com uma faixa microscópica de grafeno monolayer sobre um substrato de silício carbônico, conectado a eletrodos de ouro.

Os pesquisadores iluminaram o grafeno com pulsos de luz polarizada circularmente, cada um de cerca de 200 femtosssegundos. Isso modificou temporariamente a estrutura eletrônica do grafeno.

‘Quando uma luz polarizada circular interage com o grafeno, empurra os elétrons em órbitas circulares,’ explicou Ofer Neufeld, co-autor principal do artigo. ‘Porque essas órbitas se repetem periodicamente, elas geram um novo estado periódico chamado estado Floquet, que tem propriedades diferentes do estado do material em equilíbrio (não forçado). Para controlar os elétrons nesse estado Floquet, usamos um harmônico do campo de vestimenta, permitindo aproveitar plenamente a periodicidade do sistema.’