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stimolando al tempo stesso la collaborazione con con le leggi della meccanica quantistica, per pre-
le industrie attive nel settore. dire il comportamento dei materiali. Dall’altro si
vuole sfruttare il fatto che le proprietà topologi-

che possano essere emergenti, cioè che possano
Nel tentativo di allargare l’orizzonte dei temi di apparire dalla combinazione di materiali che presi
ricerca e delle applicazioni sviluppate dal consor- singolarmente sarebbero ‘banali”.
zio, il partenariato ha recentemente indetto dei
bandi a cascata per finanziare progetti di ricerca Tale combinazione è particolarmente pro-
che risultassero complementari alle attività già in mettente nel caso dei cristalli bidimensiona-

atto. Tra questi è risultato vincitore un progetto li che, come fogli di materia, si estendono princi-
coordinato dal Prof. Marco Gibertini del Dipar- palmente in due dimensioni mentre sono spessi
timento di Scienze Fisiche Informatiche e Mate- solo pochi atomi nella terza. Questo li rende par-
matiche di Unimore, che vede coinvolti anche altri ticolarmente atti ad essere combinati insieme, di-
docenti e ricercatori del dipartimento. L’acronimo sponendoli semplicemente uno su un altro, come
del progetto, EMPEROR, deriva dal titolo esteso appunto se fossero fogli, con il sorprendente ri-
“EMergent toPological states in sEmiconduc- sultato che le proprietà di queste ‘eterostrutture’

tor-ferROmagnet van der Waals heteRostructures” possono essere molto diverse da quelle dei ma-
(Stati toPologici emergenti in strutture di sEmicon- teriali di partenza. Oltretutto, i materiali bidimen-
duttore-ferro-magnete di Van der Waals). sionali sono fortemente sensibili a stimoli esterni,
inclusi campi magnetici e elettrici, che possono
EMPEROR si concentra su una classe mol- fornire ulteriori meccanismi di controllo delle pro-
to speciale di materiali, detti ‘topologici’, prietà emergenti delle eterostrutture.
le cui proprietà sono robuste rispetto a possibili
difetti, imperfezioni o anche perturbazioni ester- “EMPEROR si prefigge quindi l’ambizioso obiet-
ne. Il loro carattere topologicamente non banale tivo di studiare innumerevoli possibili combinazioni
si manifesta nel fatto che, seppur al loro interno di materiali bidimensionali nel contesto controllato
siano normali isolanti, al bordo possano diventare di un ‘laboratorio computazionale’, alla ricerca di

ottimi conduttori con proprietà eccezionali. Questi proprietà topologiche emergenti e di possibili stra-
aspetti rendono i materiali topologici particolar- tegie per controllarle attraverso campi magnetici
mente promettenti per varie applicazioni, incluse ed elettrici” prosegue il Prof. Gibertini.
naturalmente le scienze e tecnologie quantistiche. L’utilizzo delle simulazioni permetterà di esplo-

Ciò che limita al momento il loro utilizzo è che rare una vasta gamma di combinazioni e applica-
questi materiali sono piuttosto rari. “Il progetto zioni, molto più velocemente che in un laboratorio
EMPEROR vuole ovviare a queste limitazioni sfrut- tradizionale, accelerando quindi la scoperta di
tando due aspetti chiave”, spiega il Prof. Giber- materiali particolarmente promettenti che possa-
tini. “Da un lato, il potere predittivo delle simula- no poi essere oggetto di ulteriori indagini speri-

zioni, che mettono insieme la potenza di calcolo mentali e potenzialmente diventare elementi es-
dei più moderni supercomputer ad alte prestazioni senziali per le tecnologie quantistiche del futuro.

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