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Investigação de propriedades eletrônicas e topológicas de heterojunções supercondutor-grafeno para aplicações em dispositivos de computação quântica

Processo: 16/10167-8
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2016
Data de Término da vigência: 30 de junho de 2021
Área de conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Durval Rodrigues Junior
Beneficiário:Antonio Lucas Rigotti Manesco
Instituição Sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):19/07082-9 - Física de junções grafeno/supercondutor, BE.EP.DD
Assunto(s):Supercondutividade   Férmion de Majorana   Propriedades eletrônicas   Grafenos   Computação quântica
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:computação quântica | heterojunções | Propriedades Eletrônicas | Propriedades topológicas | simulação e caracterização | Supercondutividade | Supercondutividade e heterojunções

Resumo

Nos últimos anos, a busca por dispositivos de computação quântica tem se tornado cada vez mais intensa. Nesse contexto, sistemas com partículas (ou quasi-partículas) que apresentem estatística aniônica não-abeliana se mostram candidatos importantes para essas aplicações, em que podemos destacar sistemas que abrigam férmions de Majorana. Em sistemas de matéria condensada, férmions de Majorana surgem em interfaces entre supercondutores topológicos e regiões com gap trivial, onde há mudança da massa efetiva na equação de Dirac, que frequentemente é usada para representar o limite contínuo desses sistemas. Por outro lado, a limitação de materiais que podem apresentar supercondutividade topológica de forma intrínseca (supercondutores de banda-p) leva a necessidade de pensar em rotas alternativas que permitam criar sistemas artificiais que apresentem supercondutividade topológica. Nesse ponto, as dificuldades experimentais são grandes, por conta da maioria dos sistemas que podem exibir esse fenômeno exigirem altos valores de acoplamento spin-órbita e precisarem garantir simetria de inversão temporal, que é facilmente quebrada na presença de impurezas magnéticas. Dentro desse contexto, o presente trabalho visa investigar uma rota alternativa para criar sistemas que podem abrigar férmions de Majorana: junções entre grafeno no estado Hall quântico e supercondutores convencionais (banda-s). Procura-se investigar sistemas até então não estudados na literatura: junções com supercondutores de gap duplo e diferentes geometrias, inclusive com a inclusão de centros de aprisionamento artificiais de vórtices, que podem levar à diferentes localizações dos estados de Majorana no sistema. (AU)

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Publicações científicas (11)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
MANESCO, ANTONIO L. R.; WEBER, GABRIEL; RODRIGUES, JR., DURVAL. Hidden chiral symmetries in BDI multichannel Kitaev chains. JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER, v. 30, n. 17, . (16/10167-8)
MANESCO, A. L. R.; LADO, J. L.; RIBEIRO, E. V. S.; WEBER, G.; RODRIGUES JR, D.. Correlations in the elastic Landau level of spontaneously buckled graphene. 2D MATERIALS, v. 8, n. 1, . (19/07082-9, 16/10167-8)
FERREIRA, P. P.; MANESCO, A. L. R.; DORINI, T. T.; CORREA, L. E.; WEBER, G.; MACHADO, A. J. S.; ELENO, L. T. F.. Strain engineering the topological type-II Dirac semimetal NiTe2. PHYSICAL REVIEW B, v. 103, n. 12, p. 13-pg., . (19/14359-7, 16/10167-8, 19/05005-7, 20/08258-0, 19/07082-9, 18/08819-2, 18/10835-6)
MANESCO, A. L. R.; WEBER, G.; RODRIGUES JR, D.. Effective model for Majorana modes in graphene. PHYSICAL REVIEW B, v. 100, n. 12, p. 8-pg., . (16/10167-8)
MANESCO, A. L. R.; WEBER, G.; RODRIGUES JR, D.. Effective model for Majorana modes in graphene. Physical Review B, v. 100, n. 12, . (16/10167-8)
LIU, CHUN-XIAO; SCHUWALOW, SERGEJ; LIU, YU; VILKELIS, KOSTAS; MANESCO, A. L. R.; KROGSTRUP, P.; WIMMER, MICHAEL. Electronic properties of InAs/EuS/Al hybrid nanowires. Physical Review B, v. 104, n. 1, . (19/07082-9, 16/10167-8)
DE LIMA, B. S.; DE CASSIA, R. R.; SANTOS, F. B.; CORREA, L. E.; GRANT, T. W.; MANESCO, A. L. R.; MARTINS, G. W.; ELENO, L. T. F.; TORIKACHVILI, M. S.; MACHADO, A. J. S.. Properties and superconductivity in Ti-doped NiTe2 single crystals. Solid State Communications, v. 283, p. 27-31, . (13/16873-3, 16/10167-8)
MANESCO, ANTONIO L. R.; WEBER, GABRIEL; RODRIGUES, JR., DURVAL. One-Dimensional p-Wave Superconductor Toy-Model for Majorana Fermions in Multiband Semiconductor Nanowires. IEEE Transactions on Applied Superconductivity, v. 28, n. 4, . (16/10167-8)
BHATTACHARYYA, A.; FERREIRA, R. P.; SANTOS, F. B.; ADROJA, D. T.; LORD, J. S.; CORREA, L. E.; MACHADO, A. J. S.; MANESCO, A. L. R.; ELENO, L. T. F.. Two-band superconductivity with unconventional pairing symmetry in HfV2Ga4. PHYSICAL REVIEW RESEARCH, v. 2, n. 2, . (16/11565-7, 19/05005-7, 16/11774-5, 18/08819-2, 18/10835-6, 19/07082-9, 18/20546-1, 16/10167-8)
MANESCO, ANTONIO L. R.; LADO, JOSE L.. Correlation-induced valley topology in buckled graphene superlattices. 2D MATERIALS, v. 8, n. 3, . (19/07082-9, 16/10167-8)
MANESCO, ANTONIO L. R.; FLER, IAN MATTHIAS; LIU, CHUN-XIAO; AKHMEROV, ANTON R.. Mechanisms of Andreev reflection in quantum Hall graphene. SCIPOST PHYSICS CORE, v. 5, n. 3, p. 16-pg., . (19/07082-9, 16/10167-8)
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
MANESCO, Antonio Lucas Rigotti. Correlações e topologia em dispositivos híbridos baseados em grafeno. 2021. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Escola de Engenharia de Lorena (EEL/ASDI) Lorena.