Materiais topológicos não cristalinos: Transporte eletrônico

• Processo: 24/22048-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2029
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Adalberto Fazzio
• Beneficiário: Pedro Henrique Sophia
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 23/09820-2 - Design de materiais: dos materiais quânticos às aplicações em energia, AP.TEM
• Assunto(s): Aprendizado computacional Teoria do funcional da densidade Transporte eletrônico Simulação por computador
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: machine learning | teoria do funcional da densidade | transporte eletrônico | Simulação Computacional

Resumo

A dinâmica molecular ab initio tem sido empregada para construir materiais amorfos, envolvendo:(i) a geração de um sistema amorfo dentro de células periódicas;(ii) o uso de um ensemble de volume ou pressão constante;(iii) a aplicação de uma rampa térmica para mimetizar condições experimentais; e(iv) o uso de um passo de tempo específico para a evolução dinâmica.Esses métodos enfrentam desafios, como a necessidade de grandes células periódicas para evitar ordenação local, custos computacionais elevados com ensembles de pressão constante e limitações na simulação de efeitos que ocorrem em escalas de tempo de frações de nanosegundos. Para superar esses desafios, este projeto busca desenvolver estratégias e protocolos para a construção realista de materiais amorfos, combinando dinâmica molecular ab initio com abordagens de ciência de dados.A construção de sistemas amorfos realistas é crucial para investigar as propriedades de transporte eletrônico de materiais desordenados, incluindo mobilidade de portadores de carga, condutividade e o papel de estados localizados. Compreender essas propriedades é essencial para a otimização de materiais amorfos voltados para dispositivos eletrônicos e spintrônicos de alta eficiência energética.Além disso, esses métodos têm aplicações mais amplas, indo além dos sistemas amorfos, permitindo o estudo de fenômenos em materiais cristalinos desordenados, como ligas de alta entropia e sistemas com defeitos aleatórios, que são de grande interesse na ciência e engenharia de materiais. Ao integrar a análise de transporte eletrônico, este projeto conecta a modelagem estrutural com a previsão de propriedades funcionais, avançando o design de novos materiais para tecnologias emergentes.