Texto completo
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| Autor(es): |
Thaís Victa Trevisan
Número total de Autores: 1
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| Tipo de documento: | Tese de Doutorado |
| Imprenta: | Campinas, SP. |
| Instituição: | Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Física Gleb Wataghin |
| Data de defesa: | 2019-09-11 |
| Membros da banca: |
Amir Ordacgi Caldeira;
Pascoal José Giglio Pagliuso;
Eduardo Miranda;
Mucio Amado Continentino;
Álvaro Ferraz
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| Orientador: | Amir Ordacgi Caldeira |
| Resumo | |
Essa tese é composta de dois grandes blocos, onde abordamos dois distintos fenômenos exóticos em sistemas eletrônicos interagentes de baixa dimensionalidade. Na primeira parte da tese, estudamos a anisotropia magnética observada experimentalmente nas moléculas aromáticas. Nosso objetivo é formular um modelo microscópico mínimo capaz de descrever a física desse curioso fenômeno que é alvo de muitas controvérsias na literatura. Mostramos que, ao contrário do que diz o modelo RCM (do inglês Ring Current Model), apenas os graus de liberdade dos elétrons ?- ou seja, aqueles que ocupam os orbitais pz do anel aromático - não são suficientes para uma descrição completa das propriedades magnética desses sistemas. Derivamos, então, usando uma aproximação semelhante à aproximação de Born-Oppenheimer, uma extensão do modelo de Hubbard onde uma interação efetiva atrativa e do tipo momento-momento entre os elétrons ? é mediada por excitações virtuais dos elétrons mais localizados (porém não congelados) que compõem as ligações ? no plano molecular. Já na segunda metade da tese, estudamos a supressão da supercondutividade em um supercondutor de duas bandas no regime onde uma delas é incipiente, ou seja, quando uma das bandas está logo acima (ou logo abaixo) do nível de Fermi. Num supercondutor de muitas bandas mais de uma banda de condução pode cruzar o nível de Fermi simultaneamente, dando origem, para temperaturas abaixo da temperatura de transição supercondutora Tc, a um estado com múltiplos gaps supercondutores. A ocupação das bondas, por sua vez, é controlada pela densidade de portadores de carga (n) presentes no sistema. Suponhamos, por exemplo, que um determinado material supercondutor apresente duas bandas de condução não degeneradas e que, inicialmente, apenas uma delas cruze o nível de Fermi. Ao aumentarmos n, o que pode ser feito, por exemplo, através de dopagem química, aumentamos a ocupação da banda de menor energia até que atingimos o fundo da segunda banda que então começará a ser populada. Nesse caso, uma nova folha da superfície de Fermi emerge, caracterizando uma transição de Lifshitz. Uma transição de Lifshitz deixa uma assinatura no comportamento de Tc em função de n. Curiosamente, ao contrário do que se esperava, foi observado em experimentos recentes que Tc de dois exemplos paradigmáticos de supercondutores de muitas bandas - o SrTiO3 (STO) e a interface LaAlO3/SrTiO3 (LAO/STO) - sofre uma redução nas vizinhanças da transição de Lifshitz. Utilizando uma teoria de campo médio, nós explicamos esse comportamento não intuitivo como um efeito de impurezas não magnéticas presentes no sistema. Mostramos que nas vizinhanças da transição de Lifshitz há uma competição entre dois efeitos opostos: de um lado, Tc tende a aumentar como resultado da amplificação da densidade de estados decorrente do aparecimento da nova banda. De outro lado, espalhamentos de elétrons entre as bandas devido às impurezas quebram os pares de Cooper, prejudicando a fase supercondutora. Quando as impurezas são fortes o suficiente, o segundo efeito vence e, como resultado, Tc é suprimida. Nosso modelo aponta para uma natureza não convencional do estado supercondutor em ambos STO e interface LAO/STO, uma questão ainda em aberto na literatura. Além disso, também predizemos uma mudança de simetria do estado supercondutor, de s+- para s++, em função da densidade eletrônica, o que pode ser verificado experimentalmente. Esse trabalho foi feito na Universidade de Minnesota, sob orientação do Prof. Rafael Fernandes e em colaboração com o pós-doc Michael Schütt, durante um estágio de um ano financiado pelo projeto BEPE 2019/12874-3 concedido pela Fapesp (AU) | |
| Processo FAPESP: | 15/21349-7 - Interação corrente-corrente em sistemas eletrônicos de baixa dimensionalidade |
| Beneficiário: | Thaís Victa Trevisan |
| Modalidade de apoio: | Bolsas no Brasil - Doutorado |