Isolantes topológicos e férmions de Majorana

Resumo

Nesta proposta apresentamos planos de pesquisa envolvendo tópicos de fronteira em matéria condensada ainda incipientes no Brasil: (i) isolantes topológicos e (ii) férmions de Majorana. Tendo em vista nossa recente imersão nestes dois temas (já com publicações), pretendemos agora dar continuidade e expandir nossas linhas de pesquisa nestas áreas. Para tanto deveremos envolver estudantes de pós graduação em nível de doutorado e pesquisadores em estágio de pós-doutorado e colaboradores nacionais e internacionais. Os temas específicos dos subprojetos a serem desenvolvidos pelos membros da nossa equipe (estudantes, posdocs e professores colaboradores) envolvem principalmente 1) a generalização de modelos prévios de isolantes topológicos ("BHZ model") para incluir supercondutividade e possivelmente descrever experimentos recentes reportando a observação de supercondutividade nos estados de borda em isolantes topológicos 2D e 2) a investigação de cadeias supercondutoras com interação spin órbita acopladas a pontos quânticos, como possíveis sistemas modelos para a detecção de modos de Majorana. Há uma gama imensa de ramificações possíveis destes tópicos. Ao longo do desenvolvimento desta proposta deveremos considerar projetos adicionais que poderão também envolver novos alunos e posdocs. Alguns destes projetos adicionais se inserem naturalmente nos temas de pesquisa em nosso grupo no IFSC. Como exemplo menciono a) a investigação detalhada do model k.p para pontos quânticos de isolantes topológicos e o estudo comparativo destes com o modelo "BHZ" com confinamento cilíndrico e b) o estudo teórico-experimental das constantes de acoplamento spin órbita (Rashba e Dresselhaus) em poços quânticos de GaAs via magnetorresitência (weak localization). (AU)