Vortex bound states in superconducting topological matter

Autor(es)

Pedro Leopoldo e Silva Lopes

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Física Gleb Wataghin
• Data de defesa: 2016-02-18

Membros da banca

Amir Ordacgi Caldeira; Eduardo Miranda; José Antonio Brum; Eduardo Cantera Marino; Rodrigo Gonçalves Pereira

• Orientador: Amir Ordacgi Caldeira

Resumo

Nos focando em dois exemplos de matéria supercondutora topológica - isolantes topológicos dopados supercondutores e supercondutores topológicos invariantes por reversão temporal - nós estudamos a estrutura dos estados eletrônicos ligados a vórtices supercondutores. No contexto de isolantes topológicos dopados, nós aprofundamos o desenvolvimento da ideia de que a matéria eletrônica ligada à vórtices se comporta, efetivamente, como supercondutores topológicos do tipo onda-p unidimensionais. Nós desenvolvemos soluções, tanto analíticas quanto numéricas, para as funções de ondas deste problema e as utilizamos para estudar efeitos de movimento quântico de ponto-zero dos vórtices na densidade local de estados eletrônicos no seu interior. Nós mostramos como este problema pode ser conectado àquele de uma rede de supercondutores topológicos unidimensionais. No que diz respeito a supercondutores topológicos invariantes por reversão temporal, nós estudamos uma ação eletromagnética efetiva recentemente proposta para descrever a resposta elétrica destes sistemas. Esta ação indica que supercondutores topológicos possuem vórtices com propriedades topológicas exóticas. Nós descobrimos e digredimos sobre um paradoxo neste problema, apresentando uma possível solução para ele. Os conceitos de matéria topológica, modos-zero de Majorana, bombeamento quântico adiabático e anomalias quânticas são centrais para as nossas discussões; deste modo, nós apresentamos uma abordagem compreensiva e pedagógica para todos estes conceitos. Em particular, nós apresentamos uma discussão detalhada sobre as assinaturas de modos-zero de Majorana via tunelamento quântico macroscópico em junções Josephson (AU)

• Processo FAPESP: 09/18336-0 - Partículas relativísticas e excitações similares em matéria condensada
• Beneficiário: Pedro Leopoldo e Silva Lopes
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto