Uma equipe liderada pela Universidade da Califórnia em Davis (UC Davis) mostrou que pequenas variações na química de superfície do semimetal magnético Co3Sn2S2 influenciam diretamente seus estados eletrônicos. O estudo, publicado em 25 de fevereiro de 2026 na revista Physical Review B, utilizou o feixe MAESTRO 7.0.2 do Advanced Light Source (ALS), no Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, para mapear essas mudanças em escala micrométrica.
O Co3Sn2S2 pertence à classe dos Weyl semimetals, caracterizados por estruturas de superfície conhecidas como Fermi arcs. A forma desses arcos depende de qual átomo—enxofre (S) ou estanho (Sn)—termina a superfície do cristal. Variantes ideais dos arcos podem oferecer transporte de carga superior, mas sua qualidade varia conforme a terminação atômica.
Duas técnicas complementares foram empregadas sem deslocar a amostra: a espectroscopia de fotoemissão angular resolvida (ARPES) revela como os elétrons se distribuem em energia e momento, enquanto a espectroscopia de fotoelétrons por raios X (XPS) fornece a composição química local. Ambas as medições, realizadas em pontos de até algumas dezenas de micrômetros, permitiram aos pesquisadores correlacionar química e eletrônica.
Ferramentas de inteligência artificial e aprendizado de máquina analisaram os dados e detectaram não apenas as regiões já conhecidas de terminação pura em S ou Sn, mas também áreas intermediárias inéditas. Essas novas zonas exibiram estruturas eletrônicas distintas resultantes de desordem local na superfície.
Um mapa espectral de uma amostra de 3,5 × 7,1 mm evidenciou três tipos de regiões: superfícies dominadas por S, por Sn e superfícies intermediárias. Segundo os autores, os defeitos em escala nanométrica afetam fortemente os elétrons de núcleo capturados pela XPS, permitindo que as variações sejam detectadas em escala mesoscópica.
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Os resultados sugerem que a desordem controlada pode ser usada para ajustar as propriedades eletrônicas de materiais topológicos, potencialmente ampliando aplicações em spintrônica e catálise. A equipe ainda destaca que a futura atualização do ALS (ALS-U) deverá reduzir ainda mais o diâmetro do feixe em experimentos de ARPES, possibilitando investigar detalhes espaciais menores em Co3Sn2S2 e em materiais correlatos.
Com informações de Nanowerk
