Lo stagno alfa (α), noto anche come stagno grigio, è una particolare fase cristallina del comune stagno che, sotto opportune condizioni, può presentare proprietà elettroniche straordinarie. Ad esempio, la compressione meccanica esercitata dal passo reticolare di specifici substrati stabilizza nell’α-stagno una struttura elettronica a semimetallo di Dirac topologico, simile a quella osservata nel grafene. Questa particolare fase quantistica della materia è caratterizzata da proprietà intriganti. Permette infatti agli elettroni di muoversi con estrema mobilità, rendendo l'α-stagno un candidato ideale per applicazioni in spintronica e per la realizzazione di dispositivi nanoelettronici avanzati ed efficienti.
In questo ambito, un team di ricerca internazionale, che include Carolina Crosta e Fabio Pezzoli, scienziati del Dipartimento di Scienza dei Materiali dell'Università di Milano-Bicocca, ha recentemente pubblicato uno studio innovativo sulla prestigiosa rivista Matter [Cell Press, Impact Factor 18.4, 2023 (Clarivate Analytics), https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590238525002371]. La ricerca esplora come il confinamento quantistico consenta di modulare accuratamente la fase topologica dell'a-stagno, aprendo così nuove prospettive applicative.
Lo studio si concentra su film sottili di α-stagno cresciuti epitassialmente su substrati di InSb(111). Tecniche sperimentali raffinate, come il trasporto elettronico e il magneto-assorbimento, hanno consentito ai ricercatori di osservare fenomeni che insorgono riducendo lo spessore dei film e che ne influenzano proprietà fondamentali quali massa efficace e conducibilità. Questi risultati mostrano come l'α-stagno sia un materiale affascinante che unisce la semplicità di un elemento puro con la complessità di comportamenti quantistici avanzati, aprendo così nuove frontiere nella ricerca e nelle applicazioni tecnologiche.