Diffusion sur des impuretés dans les matériaux topologiques – TopoMat

Les matériaux topologiques présentent des propriétés électroniques robustes qui permettent une compréhension plus profonde des phases de la matière et conduisent potentiellement à des applications fascinantes. Une communauté active a développé des méthodes efficaces pour prédire de nouveaux matériaux topologiques à partir de symétries cristallines. Un paradigme récent, Topological Quantum Chemistry, a généralisé ces méthodes à toutes les symétries de groupes spatiaux, fournissant ainsi des bases de données exhaustives de matériaux topologiques. Un enjeu majeur est désormais de les révéler dans les expériences. Cependant, peu de techniques expérimentales permettent de sonder directement les propriétés topologiques des structures de bandes électroniques. Ils sont spécifiques aux matériaux et ne permettent de révéler qu'une fraction des bases de données de matériaux non triviales. Au-delà de cette limitation sévère, le porteur affirme que cette large diversité de matériaux cristallins partage une caractéristique universelle en réponse au désordre local : les défauts topologiques dans la densité électronique. Le résultat sera un catalogue exhaustif des désordres cristallographiques qui peuvent révéler la topologie de la structure des bandes des matériaux dans les expériences. L'ambition de TopoMat est de relever ce défi, en étendant la chimie quantique topologique à la théorie de la diffusion quantique. Les trois objectifs sont de dévoiler, d'analyser et de généraliser l'étude de diffusion sur des impuretés à l'ensemble des classes de matériaux topologiques pour guider les expériences vers la découverte de nouveaux matériaux topologiques — en particulier dans le contexte de la microscopie à effet tunnel, qui implique plusieurs collaborateurs du porteur. Ces objectifs seront atteints grâce à workpackages combinant analytique et numérique, et théorie des bandes topologiques, théorie de la diffusion, et théorie des groupes.