Um estudo de estados quânticos topológicos e exóticos sob condições extremas

• Processo: 18/08845-3
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Vigência: 01 de outubro de 2019 - 30 de setembro de 2025
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Julio Antonio Larrea Jimenez
• Beneficiário: Julio Antonio Larrea Jimenez
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Chihiro Sekine ; Ellen Fogh ; Geetha Balakrishnan ; Giovanni Hearne ; Henrik Moodysson Ronnow ; Ivica Zivkovic ; Silke Buehler Paschen ; Valentina Martelli
• Auxílios(s) vinculado(s): 22/14202-3 - Novos estados de materia quântica sob condições extremas, AP.R SPRINT; 19/24797-1 - Estudo do sistema Sm$_{1-x}$Y$_{x}$Co$_{5}$ em bulk e nanocristal com difração de nêutrons: uma nova rota para os magnetos duros, AV.EXT
• Bolsa(s) vinculada(s): 24/16259-8 - Estudo de materiais quânticos com calorimetria, BP.IC; 23/08343-6 - Construção de um susceptômetro miniaturizado para medidas magnéticas em condições extremas, BP.IC; 22/15746-7 - Sintesis de intermetalicos de Fe, Sn para pesquisa de Materia Quantica correlacionada e topologica, BP.PD; + mais bolsas vinculadas 21/00921-5 - Tecnicalidade para a construção de uma plataforma de medidas de transporte térmico AC, BP.IC; 20/01377-4 - Estudo de fenômenos topológicos e quânticos emergentes em redes de Kondo sob condições extremas, BP.DD; 19/24522-2 - Estudo de fenômenos quânticos emergentes em sistema com tamanho e dimensionalidade reduzida, BP.DD; 19/24711-0 - Descobrindo novos estados de matéria quântica em sistema de spins fortemente correlacionados sob condições extremas, BP.DD; 19/24687-1 - Um estudo de fenômenos quânticos coletivos em sistemas de baixa dimensionalidade, BP.MS - menos bolsas vinculadas
• Assunto(s): Transição de fase quântica Termoeletricidade Spintrônica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: experimental methods under extreme conditions | frustrated magnetism | Kondo lattice systems | nanoscopic systems | quantum phase transitions | thermoelectricity and spintronics | topological quantum states | sistemas electrônicos fortemente correlatos

Resumo

O objetivo desta proposta é estender novas áreas de pesquisa no Instituto de Física da Universidade de São Paulo (IF-USP). Estas áreas abordam o estudo de fases quânticas com topologia não trivial em sistemas fortemente correlatos (SCES), próximo de uma transição de fase quântica e; a implementação de novas medidas de propriedades físicas sob diferentes condições extremas no IF-USP: altas pressões (até 200 kbar), temperaturas muito baixas (até 0.05 K), campos magnéticos intensos (até 20 T) em materiais nanoestruturados e em bulk. Os materiais a serem investigados estão na vanguarda do SCES: o composto férmion pesado cúbico Ce3Pd20Si6, o isolante Kondo CeRu4Sn6, o paramagneto quântico SrCu2(BO3)2, o isolante SrTiO3, e o semicondutor FeGa3. Novas facilidades experimentais sob condições extremas serão instaladas no IF-USP: calor específico, susceptibilidade magnética, transporte eléctrico e transporte térmico (termoelectricidade, condutividade elétrica e efeito Nernst), todas elas funcionando sob condições extremas. Além disso, nanopartículas de FeGa3 em filmes finos e em pó serão produzidas no IF-USP com o fim de elucidar a rota para o melhoramento da termoeletricidade em sistemas nanoscopicos com fins de aplicação em armazenadores eficientes de energia sustentável. Os resultados desta proposta contribuíram a elucidar problemas atuais da física da matéria condensada, assim como também, potenciara as Instituições de Pesquisa do estado de São Paulo; principalmente, na produção de matérias funcionais quânticos e na realização de experimentos do estado da arte. Além disso, o suporte financeiro proporcionado pela FAPESP dentro de esta chamada, será de muita ajuda para consolidar a carreira cientifica independente do recente Prof. Dr. Larrea, quem é responsável desta proposta (Dr. Larrea se incorporo ao IF-USP desde meados de janeiro 2018). (AU)

Publicações científicas

(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)

LARREA JIMENEZ, J.; CRONE, S. P. G.; FOGH, E.; ZAYED, M. E.; LORTZ, R.; POMJAKUSHINA, E.; CONDER, K.; LAEUCHLI, A. M.; WEBER, L.; WESSEL, S.; et al. A quantum magnetic analogue to the critical point of water. Nature, v. 592, n. 7854, p. 370+, APR 15 2021. (18/08845-3)

LARREA, JULIO J.; MARTELLI, V; RONNOW, H. M.; IOP PUBLISHING. Journal of Physics: Conference Series High-pressure specific heat technique to uncover novel states of quantum matter. WAKE CONFERENCE 2021, v. 1609, p. 11-pg., 2020-01-01. (18/08845-3, 19/15912-1)