Interação dos estados da matéria com o meio: ondas mecânicas

Autor(es)

Helder Faria Andriolo

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Física Gleb Wataghin
• Data de defesa: 2021-02-02

Membros da banca

José Antonio Brum; Kleber Roberto Pirota; Eduardo Miranda; Udson Cabral Mendes

• Orientador: José Antonio Brum; Odilon Divino Damasceno Couto Junior

Resumo

Em 2005 Kane e Male estudando o efeito Hall quântico de spin, previram a existência de uma nova classe de materiais com propriedades híbridas entre condutor e isolante, os quais chamaram isolantes topológicos. Contudo, devido ao seu modelo que estava baseado no cálculo da estrutura de bandas do grafeno, o gap obtido era muito pequeno para ser medido experimentalmente. Não foi até o uso de heteroestruturas do tipo CdTe/HgTe/CdTe que se verificou um estado topológico não trivial nestes materiais acima de uma determinada espessura do poço quântico. Este trabalho propõe uma forma de controlar o estado topológico não trivial através de um meio externo, utilizando uma onda acústica de superfície. A investigação se dá mediante o cálculo da estrutura de bandas de energia e funções de onda de heteroestruturas de HgTe-HgCdTe. O procedimento usado para esse cálculo é baseado no método k.p, o qual é resolvido numericamente através do método das diferenças finitas. Resultados da literatura são revisitados como forma de validar a metodologia proposta. O procedimento numérico permite aumentar a complexidade do problema, adicionando ao sistema ondas acústicas de superfície, as quais interagem com a heteroestrutura e introduzem uma modulação periódica nas propriedades eletrônicas dos cristais. A interação da onda acústica de superfície com a heteroestrutura permite o controle do estado da matéria que se dá de forma trivial ou não trivial em função da potência acústica da onda. É mostrado que para um poço quântico de HgTe existe uma potência acústica na qual tem-se a transição de estado trivial para não trivial. Esse importante resultado confirma a possibilidade de utilizar a onda acústica de superfície como controlador externo do estado da heteroestrutura (AU)

• Processo FAPESP: 16/06233-5 - Interação dos Estados da Matéria com o meio: Cavidades Ópticas e Ondas Mecânicas
• Beneficiário: Helder Faria Andriolo
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado