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Supercondutividade topológica induzida por efeitos de proximidade

Resumo

Um obstáculo fundamental para alcançar a computação quântica é a decoerência local. Uma maneira de resolver este problema é baseada nos conceitos de computação quântica topológica assumindo uma realização da matéria condensada de férmions de Majorana (MF). Espera-se que MF ocorra em supercondutores de onda p. No entanto, supercondutores topológicos de onda p ainda não foram descobertos. Uma das alternativas propostas teóricas é a ocorrência de supercondutividade topológica em supercondutores convencionais de ondas s - junções semimetais, quando o semimetal possui certa forma de acoplamento spin-órbita. Neste projeto, pretendemos realizar o estudo experimental de possível supercondutividade topológica em compósitos de Nb (supercondutor de onda s) - Bi (semimetal com forte acoplamento spin-órbita). Além do MF, outra classe de sistemas topológicos é dada por estados ligados do tipo Jackiw-Rebbi (JR) contendo carga fracionária e/2. Semelhante ao MF, tais estados quânticos oferecem a possibilidade de aplicações em computação quântica, quando exibem estatísticas não-Abelianas. Recentemente, foi teoricamente demonstrado a ocorrência de solítons JR na interface entre o supercondutor convencional e antiferromagnetos frustrados com desordem quântica, incluindo líquidos de spin quântico. Nossa proposta é explorar experimentalmente a possível ocorrência de solítons JR nas interfaces entre Nb e CuO, um material antiferromagnético com desordem controlável. (AU)