Um estudo de fenômenos quânticos coletivos em sistemas de baixa dimensionalidade

• Processo: 19/24687-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2020
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2022
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Julio Antonio Larrea Jimenez
• Beneficiário: Matheus Henry Przygocki
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 18/08845-3 - Um estudo de estados quânticos topológicos e exóticos sob condições extremas, AP.JP
• Assunto(s): Fenômenos físicos Fônons Elétrons Spin Transição de fase quântica Termoeletricidade Spintrônica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Estados topológicos | fenomenos quanticos emergentes | fonons hidrodinâmicos | sistemas de baixa dimensionalidade | Sistemas Nanoscópicos | termoeletricidade e spintronica | sistemas fortemente correlacionados

Resumo

O projeto de tese do candidato a Mestrado, Matheus Henry Przygocki (doravante denominado candidato MS), abordará questões ainda não entendidas sobre o papel que a dimensionalidade desempenha nos fenômenos quânticos coletivos. Em particular, este projeto de tese visa encontrar evidências experimentais de fenômenos coletivos formado por fônons, elétrons e spin quando a dimensionalidade do sistema é reduzida para a ordem de algumas camadas atômicas, os quais serão relevantes para o entendimento de fenômenos como a transição quântica de fase e seus estados emergentes. Os resultados deste estudo pode também estabelecer uma nova abordagem para fabricação materiais termoelétricos e spintrônicos usados no transporte de energia e da informação quântica. Para atingir nossos objetivos, planejamos investigar estados quânticos de superfície do isolante \ch{SrTiO_3} e do semicondutor \ch{FeGa_3}. As atividades do candidato ao MS abrangem a síntese de filmes finos na ordem de algumas camadas atômicas. Usaremos métodos de preparação de amostras, como Molecular Beam Epitaxy (MBE) e medidas propriedades como condutividade térmica, calor específico e realizar medidas espectroscópicas pela técnica Mössbauer, que são considerados no estado da arte. Os métodos experimentais a serem desenvolvidos no Instituto de Física da Universidade de São Paulo (IF USP) são bastante inovadores e ainda não se encontram disponíveis comercialmente. Esperamos contribuir com o estudo de fenômenos quânticos emergentes na superfície e interface do material. Os filmes finos do isolante \ch{SrTiO_3} serão fabricadas pelo método de MBE, controlando o crescimento atômico camada por camada, enquanto que para o semicondutor \ch{FeGa_3}, o rf-sputtering será usada dentro dos laboratórios do IF USP. A fabricação dos filmes finos com uso do MBE, envolve a colaboração internacional com institutos de pesquisa nos Estados Unidos e na Europa, onde o candidato ao MS terá um período de mobilidade de intercâmbio. Essa experiência internacional ajudará o candidato ao MS, a aprender novas metodologias de preparação de amostras e caracterização de propriedades físicas, o que será vantajoso no seu trabalho realizado no IF USP. Esperamos que os resultados de sua tese de mestrado contribuíam a compreensão dos modos coletivos dos fônons e da anisotropia magnética na formação de novos estados quânticos com topologia trivial e não trivial. Esta é uma questão relevante a ser elucidada, podendo estabelecer métodos de fabricação de novas gerações de materiais quânticos funcionais, com potencial de auxiliar no desenvolvimento de materiais com alta tecnologia. (AU)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

PRZYGOCKI, Matheus Henry. Investigação de microestrutura, transporte térmico e elétrico de sistemas em baixa dimensionalidade. 2022. Dissertação de Mestrado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Física (IF/SBI) São Paulo.