Proposta de estados ligados de Majorana robustos em materiais topológicos e correlacionados de multi Dirac-Weyl com simetria de inversão quebrada

Resumo

Neste projeto a possibilidade de estados ligados de Majorana (MBSs) desencadeados pela quebra da simetria de inversão (IS) devido a um limiar de um campo elétrico será explorada em materiais topológicos e correlacionados de multi Dirac-Weyl. Como sistema de interesse, o grafeno bicamada torcido no ângulo mágico (MATBG), dentro da descrição do Hamiltoniano topológico de férmions pesados do modelo de Anderson periódico (PAM) [Physical Review Letters 129, 047601 (2022)] por B. Andrei Bernevig et al., será considerado. Até onde é sabido, o MATBG é atraente porque mostra, fora da pintura do PAM, a formação de um modo de energia zero robusto devido à IS quebrada nos cones de Dirac do sistema {https://agencia.fapesp.br/twisted-bicamada-grafeno-cria-novo-tipo-de-ligação-molecular/39144 por A. C. Seridonio et al.}.Curiosamente, os estados de modo zero são especiais, uma vez que podem ser MBSs, os quais são altamente procurados para a realização de uma computação quântica topológica perfeita e tolerante a falhas {https://agencia.fapesp.br/thermoelectric-nanodevice-based-on-majorana-fermions-is-proposed/27482 by A. C. Seridonio et al.}. Surpreendentemente, ao obter-se um modo zero devido à IS quebrada, A. C. Seridonio et al. demonstraram que esse permanece fixo na energia de Fermi mesmo aumentando a intensidade do campo. Isso contrasta drasticamente com os MBSs comuns observados em supercondutores de onda "p" com simetria de reversão temporal (TRS) quebrada devido a um campo magnético. Nesse caso, o MBS é extinto com o aumento do campo correspondente. Consequentemente, este projeto é oportuno, uma vez que propõe investigar se os elétrons localizados do PAM no MATBG também poderiam levar à MBSs espalhados periodicamente pela super-rede de moiré e imune ao aumento do campo elétrico. Outros candidatos de relevância para a realização do modo de energia zero fixo podem ser os semimetais de multi-Weyl e o grafeno multicamada ABC, onde a interação de invariantes topológicos como o número de Chern e a fase de Berry, respectivamente, de ordem superior do que no MATBG, com impurezas do tipo Anderson, deve ser examinada. Dessa forma, MBSs baseados na IS quebrada poderiam ser viáveis. (AU)