Qual é a condição mínima para um fônon se acoplar a um campo magnético e desviar sua trajetória?

• Processo: 24/16100-9
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2024
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2029
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Valentina Martelli
• Beneficiário: Valentina Martelli
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Chirality | low temperature | phonon chirality | Phonons | thermal Hall effect | thermal transport | Thermal transport properties in insulating materials

Resumo

O efeito Hall térmico (THE) é o análogo térmico do efeito Hall, onde um fluxo de carga muda a trajetória por causa da força de Lorentz ao aplicar um campo magnético transversal. Comparado ao efeito Hall eletrônico, que foi investigado em profundidade e é frequentemente empregado para detectar estados eletrônicos exóticos, o THE ainda não é compreendido de um ponto de vista fundamental, apesar de ter sido observado em um número crescente de materiais. Quando o THE é observado em um isolante, os fônons, que são excitações sem carga e sem spin (ou possivelmente quaisquer outros portadores de calor sem carga), são ditos adquirir quiralidade. Tanto mecanismos intrínsecos (portadores térmicos espalhados por mecanismos sensível ao campo) quanto extrínsecos (impurezas e defeitos) foram apresentados para explicar esse fenômeno. Excitações exóticas sem carga (ex. férmions de Majorana), que devem abrir um gap em suas bandas sob o efeito de um campo magnético, foram previstos de se desvelar com uma assinatura peculiar no THE.Neste projeto, realizaremos uma investigação sistemática do THE até baixas temperaturas (1.5-300K) e sob campo magnético de até 9T em uma série de cristais naturais com um grau controlado de impurezas, de cristalinidade da amostra e quiralidade estrutural. Os experimentos serão realizados em plataformas home-made e espera-se que forneçam novos insights relevantes, que permitam avançar o entendimento sobre as condições mínimas necessárias para que um fônon desvie a própria trajetória na presença de um campo magnético. (AU)