Transporte em nanoestruturas semicondutoras: isolantes topológicos e efeito hall de spin em HgTe

• Processo: 11/19441-1
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisador Visitante - Internacional
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2012
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2012
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Gennady Gusev
• Beneficiário: Gennady Gusev
• Pesquisador visitante: Olshanetsky Evgenii
• Instituição do Pesquisador Visitante: Russian Academy of Sciences (RAS), Rússia
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Semicondutividade Efeito Hall quântico Materiais nanoestruturados Semicondutores
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: efeito hall | nanoestruturas | semicondutores | semicondutores

Resumo

A visita do Dr. E. B. Olshanetsky será muito útil para continuarmos a colaboração de longo prazo entre Novosibirsk e o Laboratório de Novos Materiais Semicondutores do Instituto de Física da Universidade de São Paulo (LNMS-IFUSP). Como líder do LNMS do IFUSP, tenho desenvolvido vários projetos importantes, entre os quais o internacional USP-COFECUB, FAPESP-CNRS e CNPq-CIAM. O objetivo geral do projeto é estudar de nanoestruturas semicondutoras para desenho de novos dispositivos quânticos. Durante sua ultima visita (Processo FAPESP nº: 2008/09212-2) Dr. O. B. Olshanetsky realizou as medidas em vários tipos de poços quânticos de CdTe/HgTe/CdTe contendo portadores tanto de elétrons e buracos simultaneamente. As amostras usadas foram crescidas no Institute of Semiconductor Physics, em Novosribirsk, Rússia. O estudo é enfocado principalmente no regime do efeito Hall quântico próximo do ponto de neutralidade da carga na presença de campos magnéticos intensos. Três trabalhos já foram publicados (entre deles 1 Physical Review Letters e 1 Physical Review B, Rapid Commnications) envolvendo o uso destas amostras [Ref.1-3], e vários trabalhos estão em fase de preparação. Estamos propondo o estudo das propriedades de transporte em poços quânticos de HgTe que está relacionado ao efeito Hall quântico de spin e isolante topológico. A recente descoberta de isolantes topológicos, como outros avanços em física de matéria condensada básica, permite novas aplicações que exploram o nosso novo conhecimento. As propriedades de superfícies desses isolantes podem resultar em novos dispositivos spintrônicos ou magnéticos. Além disso, em combinação com supercondutores, isolantes topológicos podem levar a uma nova arquitetura de computadores quânticos com bit que possui propriedades topológicas. Esses os isolantes já tiveram um impacto considerável em física de matéria condensada, deixando bem claro que os efeitos topológicos que foram previstos somente para as temperaturas baixas e campos magnéticos altos podem determinar a física de materiais de sistemas macroscópicos em condições ambientais. Nossa pesquisa aponta na direção de uma nova geração de dispositivos eletrônicos baseados na mecânica quântica. A discussão dos problemas físicos e tecnológicos relacionados à fabricação de tais sistemas no IFUSP e nos outros laboratórios e as medidas que serão realizadas no LNMS-IFUSP, poderão acelerar o desenvolvimento da nanoeletrônica no Brasil. (AU)