Estados de borda em junções de isolantes topológicos 2D e ferromagnetos: textura de spin e espectro (2021)
- Authors:
- Autor USP: ZANON, JULIAN - IFSC
- Unidade: IFSC
- Sigla do Departamento: FCI
- DOI: 10.11606/D.76.2021.tde-30112021-112417
- Subjects: FÍSICA MODERNA; SPIN
- Keywords: 2D - TI/FM junctions; BHZ model; Bulk-edge correspondence; Edge-states; Estados de borda; Junções 2D TI/FM; Modelo BHZ; Spin texture; Textura de spin
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: A utilização de materiais com acoplamentos spin-órbita em dispositivos eletrônicos tem despertado grande interesse na área da spintrônica. Entre os materiais promissores se encontram os isolantes topológicos (TIs), uma vez que eles possuem a seguinte característica peculiar: são isolantes em seu bulk, mas possuem estados condutores em suas superfícies (3D)/ bordas (2D). Estes estados metálicos são spin polarizados e protegidos contra espalhamento. Eles poderiam potencialmente ser usados em conjunto com um ferromagneto para transferir e manipular dados. Neste trabalho, nós investigamos junções 2D entre um TI e um isolante normal (NI), e entre um TI e um metal ferromagnético (FM). Modelamos nosso sistema usando o bem conhecido Hamiltoniano Bernevig-Hughes-Zhang (BHZ). Exploramos duas diferentes rotas: (i) um modelo tight-binding, o qual é obtido a partir de uma base mínima e os seus parâmetros são obtido realizando um mapeamento com o Hamiltoniano BHZ contínuo, e (ii) uma versão discretizada do modelo BHZ obtida a partir do método das diferenças finitas. Uma das principais diferenças entre as duas técnicas, é como a interface é levada em conta. Aqui mostramos em detalhes como os dois modelos podem ser mapeados um no outro. Então, investigamos a estrutura de bandas do sistema e analisamos as funções de onda e textura de spins de estados das bordas e do bulk. Além disso, exploramos o papel que diversas simetrias presentes no sistema desempenham, sendo elas: a inversão espacial,partícula-buraco e reversão temporal. Interessantemente, para a junção TI/NI encontramos que é preciso que tanto a simetria de inversão espacial como a simetria partícula-buraco sejam quebradas, para que a degenerescência em spin seja levantada. Nós também examinamos o comportamento dos estados de borda quando a simetria de reversão temporal no sistema é quebrada, e como a magnetização da camada FM afeta a textura de spin. Concluímos o trabalho estabelecendo a validade de ambas as técnicas
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2021
- Data da defesa: 08.10.2021
- Este periódico é de acesso aberto
- Este artigo é de acesso aberto
- URL de acesso aberto
- Cor do Acesso Aberto: gold
- Licença: cc-by-nc-sa
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ABNT
ZANON, Julian. Estados de borda em junções de isolantes topológicos 2D e ferromagnetos: textura de spin e espectro. 2021. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2021. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-30112021-112417/. Acesso em: 02 jan. 2026. -
APA
Zanon, J. (2021). Estados de borda em junções de isolantes topológicos 2D e ferromagnetos: textura de spin e espectro (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-30112021-112417/ -
NLM
Zanon J. Estados de borda em junções de isolantes topológicos 2D e ferromagnetos: textura de spin e espectro [Internet]. 2021 ;[citado 2026 jan. 02 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-30112021-112417/ -
Vancouver
Zanon J. Estados de borda em junções de isolantes topológicos 2D e ferromagnetos: textura de spin e espectro [Internet]. 2021 ;[citado 2026 jan. 02 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-30112021-112417/
Informações sobre o DOI: 10.11606/D.76.2021.tde-30112021-112417 (Fonte: oaDOI API)
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