Efeitos de muitos corpos sobre qubits do Vale e sobre novas propriedades magneto-ópticas de monocamadas de metais de transição dicalcogenados

Resumo

A descoberta do grafeno, em 2004, abriu caminho para a realização de um gás genuinamente bidimensional (2D), com ótimas perspectivas para estudar Física fundamental e aplicações, como efeito Hall quântico, efeito Hall quântico fracionário, efeito Hall quântico anômalo, efeito Hall de spin, efeito Hall quântico de spin, isolantes topológicos, etc. Devido à baixa dimensionalidade e à sua estrutura cristalina especial, o grafeno apresenta propriedades físicas extraordinárias, tais como ultraelevada mobilidade de carga, dispersão linear nos pontos de Dirac K e K' e grande comprimento de coerência de spin. Por outro lado, sistemas de monocamada de Metais de Transição Dicalcogenados (MTDs) tais como MoS2, MoSe2, WS2, e WSe2, foram descobertos recentemente. Estas plataformas possuem assimetria de inversão de estrutura cristalina, grande gap de banda, forte interação spin-órbita e forte interação coulombiana. Portanto, os MTDs proporcionam propriedades complementares ao grafeno. Além disso, estas novas plataformas bidimensionais podem ser montadas em heteroestruturas tridimensionais que não existem na natureza e têm propriedades controladas, abrindo um capítulo totalmente novo na pesquisa de matéria condensada. Apesar do grande avanço na síntese, a compreensão fundamental da origem das propriedades extraordinárias destes materiais, como por exemplo a natureza dos picos de emissão na fotoluminescência de MTD, é ainda prematura. O desenvolvimento de teorias microscópicas pode auxiliar na interpretação de resultados experimentais e pode posteriormente levar à previsão de novas propriedades. Propomos o presente projeto de pós-doutorado com o objetivo de prestar apoio à invenção de dispositivos inovadores capazes de utilizar as propriedades de muitos corpos dos MTDs, além de seus graus de liberdade de carga, spin e vale. O projeto permitirá a integração de uma recém-doutora com experiência na área de sistemas fortemente correlacionados, ao grupo de pesquisa de Nanoestruturas Semicondutoras da UFSCar, que tem vasta experiência em estudos teóricos das propriedades eletrônicas e ópticas de sistemas nanoscópicos e do potencial de sua aplicação para projetar dispositivos inovadores. O grupo conta ainda com a participação de pesquisadores experimentais, permitindo uma rica integração entre teoria e experimento. (AU)