Efeitos Quânticos Topológicos Governados por Defeitos Locais

• Processo: 25/13106-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Adalberto Fazzio
• Beneficiário: Emmanuel Victor Caires Lopes
• 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 Materiais bidimensionais Teoria do funcional da densidade Simulação por computador
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: machine learning | materiais 2D | teoria do funcional da densidade | Simulação Computacional

Resumo

A introdução de defeitos locais em materiais tem sido, historicamente, uma rota experimental para o controle de suas propriedades. Isso inclui impurezas em semicondutores, que afetam suas propriedades eletrônicas e ópticas, assim como sítios ativos catalíticos em metais. Novas fases topológicas da matéria estão emergindo com aplicações promissoras em spintrônica e computação quântica. Uma classe particular desses materiais, conhecida como isolantes topológicos, exibe comportamento isolante no volume, enquanto apresenta canais metálicos na superfície, determinados pela simetria do sistema. Os estados de superfície são robustos frente a defeitos que não violem essa simetria. No entanto, em um estudo recente, mostramos que a presença de defeitos pode determinar a manifestação de fases topológicas não triviais. Este projeto visa avançar a fronteira do conhecimento sobre esses sistemas, empregando análise baseada em ciência de dados, cálculos em larga escala (high-throughput) e algoritmos de aprendizado de máquina para explorar a indução de fases topológicas não triviais em isolantes triviais conhecidos por meio da introdução de defeitos locais. (AU)