Um consórcio internacional liderado pelo Dr. Chul-Hee Min e pelo professor Kai Rossnagel, da Universidade de Kiel (Alemanha), identificou o mecanismo que gera uma quasipartícula inédita em um composto formado por túlio, selênio e telúrio (TmSe₁ₓTeₓ). O estudo, divulgado em 31 de outubro de 2025 na revista Physical Review Letters, explica por que o material deixa de conduzir eletricidade quando a concentração de telúrio atinge cerca de 30 %.
Queda repentina da condução elétrica
O composto, classificado como semicondutor metálico, transforma-se em isolante ao superar o limiar de telúrio. Esse comportamento intrigava físicos, pois não podia ser explicado apenas pela composição química. As medições mostraram que os elétrons passam a interagir fortemente entre si e com as vibrações da rede cristalina, criando estados coletivos com propriedades próprias, os chamados quasipartículas.
Detectando o sinal oculto
Utilizando espectroscopia de fotoemissão de alta resolução em diversas fontes de radiação síncrotron — entre elas a linha de luz ASPHERE no anel PETRA III do DESY e o Laboratório Ruprecht Haensel (parceria Kiel-DESY) — os cientistas bombardearam amostras com raios X intensos e analisaram energia e ângulo dos elétrons ejetados. Um pequeno “caroço” nos espectros, inicialmente atribuído a erro experimental, repetiu-se em sucessivas coletas de dados.
Identificação dos polarons
Imagem: Internet
Anos de análise levaram à conclusão de que o sinal provém de polarons — quasipartículas em que um elétron se move acoplado a uma distorção local da rede atômica. A equipe adaptou o modelo teórico de Anderson periódico, incorporando o acoplamento elétron-fônon, e obteve concordância total entre simulação e experimento.
Implicações para a eletrônica quântica
Segundo Rossnagel, é a primeira evidência experimental desse tipo de polaron em materiais quânticos como o TmSe₁ₓTeₓ. A descoberta reforça a hipótese de que fenômenos semelhantes ocorram em supercondutores de alta temperatura e materiais 2D, abrindo caminho para o controle de propriedades eletrônicas, ópticas e magnéticas em futuras aplicações de microeletrônica e tecnologias quânticas.
Com informações de Nanowerk
