Dinâmicas de spin e transporte de spin em dimensões reduzidas: do grafeno aos lasers de spin

Resumo

Propomos nesse projeto uma pesquisa colaborativa que explora propriedades dependentes de spin em sistemas de dimensões reduzidas: de poços e pontos quânticos semicondutores ao grafeno intrinsecamente bidimensional. A motivação para tal esforço, que fornecerá a base para a tese de doutorado do Sr. Paulo Eduardo de Faria Junior, possui duas partes. Por um lado, o entendimento de propriedades fundamentais como relaxação de spin e transporte de spin é interessante por si só. Diferentemente da carga, o spin é uma quantidade não conservada por causa dos acoplamentos spin-órbita e hiperfino que fornecem desafios adicionais para o estudo de relaxação de spin e transporte de spin. O conhecimento da estrutura eletrônica nos sistemas de interesse, como Si, Ge, grafeno e semicondutores III-V, fornece informações importantes e um guia para muitas propriedades dependentes de spin. Por outro lado, tal conhecimento de relaxação de spin e transporte de spin pode permitir novas classes de dispositivos baseados em spin e ampliar as possibilidades de aplicação da spintrônica, tipicamente limitadas aos efeitos magnetoresistivos. Essa proposta ajudará especificamente na avaliação crítica das possibilidades de interconexões de spin, portas magneto-lógicas e lasers de spin. O esforço colaborativo entre os grupos do Prof. Sipahi e Prof. Zutic em guiar a pesquisa do Sr. de Faria Junior e expô-lo a várias técnicas teóricas, será ainda mais aprimorado pela interação ativa com diversos outros importantes pesquisadores do campo de spintrônica que estão diretamente interessados nos tópicos propostos.