La superficie de un cristal se parece a un escenario donde deberían representarse los efectos cuánticos. En el material MnBi2Te4, clasificado como aislante topológico magnético, por la superficie deberían correr estados electrónicos especiales, y el orden magnético abre en ellos una brecha de energía, una banda prohibida que hace que el transporte sea cuantizado. Pero en las muestras reales la función no comienza: la brecha casi desaparece y el efecto solo se observa a temperaturas inferiores a un kelvin.

Los culpables resultan ser los defectos en los que los átomos de manganeso y bismuto intercambian sus posiciones en la red cristalina. Esta permutación reduce el potencial eléctrico en la superficie, y los estados topológicos, como actores expulsados del escenario, se adentran en el cristal. Allí la influencia magnética es más débil, la brecha se cierra y el efecto Hall anómalo cuántico desaparece.

Los autores del trabajo propusieron devolver a los actores bajo la luz de los reflectores. Si se aplica un campo eléctrico externo, el potencial de la superficie aumenta y los estados emergen de nuevo. Los cálculos muestran que un campo con un potencial de solo 0,1 voltios restaura la brecha hasta 11–24 milielectronvoltios, dependiendo de cómo se distribuya el campo en el espacio.

Lo más interesante es que la dirección del campo funciona como un interruptor. Cambiando el signo, se puede llevar el sistema desde un estado de aislante axiónico, donde la conductividad Hall es cero, a un estado de aislante de Chern con el valor cuantizado e²/h. Esto significa que, sin ningún campo magnético, solo con la influencia eléctrica, se puede controlar el transporte cuantizado.

Así, el escenario del que los defectos habían expulsado a los actores vuelve a cobrar vida. El campo eléctrico devuelve los estados a la superficie, abre la brecha magnética y brinda a los ingenieros una herramienta para futuros transistores topológicos y elementos de memoria.