Uma nova pesquisa demonstrou que um composto de ura¢nio magnético pode ter fortes propriedades termoelanãtricas, gerando quatro vezes a tensão transversal do calor do que o registro anterior em um composto de cobalto-manganaªs-ga¡lio. O resultado abre um novo potencial para os elementos actina­deos na parte inferior da tabela peria³dica e aponta para uma nova direção na pesquisa em materiais qua¢nticos topola³gicos.

"Descobrimos que o grande acoplamento spin-a³rbita e fortes correlações eletra´nicas em um sistema de ura¢nio-cobalto-aluma­nio dopado com rutaªnio resultou em uma condutividade Nernst colossal ana´mala", disse Filip Ronning, principal investigador do artigo publicado hoje na Science Advances . Ronning édiretor do Instituto de Ciência de Materiais do Laborata³rio Nacional de Los Alamos. "Isso ilustra que o ura¢nio e as ligas de actina­deo são materiais promissores para estudar a interação entre a topologia de um material e as fortes correlações de elanãtrons. Estamos muito interessados ​​em compreender, ajustar e, eventualmente, controlar essa interação, então, esperana§osamente, um dia poderemos explorar alguns deles respostas nota¡veis. "

A resposta de Nernst ocorre quando um material converte um fluxo de calor em uma voltagem elanãtrica. Este fena´meno termoelanãtrico pode ser explorado em dispositivos que geram eletricidade a partir de uma fonte de calor. O exemplo atual mais nota¡vel são os geradores termoelanãtricos de radioisãotopos (RTGs) que foram desenvolvidos em parte em Los Alamos. Os RTGs usam o calor da decomposição radioativa natural do pluta´nio-238 para gerar eletricidade - um desses RTG estãoatualmente alimentando o rover Perseverance em Marte.

"O que éempolgante éque esse efeito colossal ana´malo de Nernst parece ser devido a  rica topologia do material. Essa topologia écriada por um grande acoplamento spin-a³rbita, que écomum em actina­deos", disse Ronning. "Uma consequaªncia da topologia em metais éa geração de uma velocidade transversal, que pode dar origem a uma resposta de Nernst como observamos. Ela também pode gerar outros efeitos, como novos estados desuperfÍcie que podem ser aºteis em várias tecnologias de informação qua¢ntica."

O sistema de ura¢nio estudado pela equipe de Los Alamos gerou 23 microvolts por kelvin de mudança de temperatura - quatro vezes maior do que o recorde anterior, que foi descoberto em uma liga de cobalto-manganaªs-ga¡lio hálguns anos e também atribua­do a esses tipos de origens.