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)

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)

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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., 2022-07-01. (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.