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Colloidal topological insulators

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Löhr, Johannes ; de las Heras, Daniel ; Jarosz, Adam ; Urbaniak, Maciej ; Stobiecki, Feliks ; Tomita, Andreea ; Huhnstock, Rico ; Koch, Iris ; Ehresmann, Arno ; Holzinger, Dennis ; Fischer, Thomas:
Colloidal topological insulators.
In: Communications Physics. Bd. 1 (2018) . - 4.
ISSN 2399-3650
DOI: https://doi.org/10.1038/s42005-017-0004-1

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Abstract

Topological insulators insulate in the bulk but exhibit robust conducting edge states protected by the topology of the bulk material. Here, we design a colloidal topological insulator and demonstrate experimentally the occurrence of edge states in a classical particle system. Magnetic colloidal particles travel along the edge of two distinct magnetic lattices. We drive the colloids with a uniform external magnetic field that performs a topologically non-trivial modulation loop. The loop induces closed orbits in the bulk of the magnetic lattices. At the edge, where both lattices merge, the colloids perform skipping orbits trajectories and hence edge-transport. We also observe paramagnetic and diamagnetic colloids moving in opposite directions along the edge between two inverted patterns; the analogue of a quantum spin Hall effect in topological insulators. We present a robust and versatile way of transporting colloidal particles, enabling new pathways towards lab on a chip applications.

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Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut > Lehrstuhl Experimentalphysik V
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut > Lehrstuhl Theoretische Physik II
Fakultäten
Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Eingestellt am: 25 Feb 2019 07:18
Letzte Änderung: 28 Aug 2023 07:53
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/47513