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Please use this identifier to cite or link to this item: http://repositorio.unb.br/handle/10482/35285
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Title: Multicriticalidade e topologia em um o quântico com interações spin-órbita e espacialmente modulado
Authors: Brandão, David de Sousa
Orientador(es):: Andrade, Mariana Malard Sales
Assunto:: Fases topológicas
Cargas topológicas
Modelo de tight-binding
Simetrias discretas
Issue Date: 15-Aug-2019
Citation: BRANDÃO, David de Sousa. Multicriticalidade e topologia em um o quântico com interações spin-órbita e espacialmente modulado. 2019. 83 f., il. Dissertação (Mestrado em Ciência de Materiais)–Universidade de Brasília, Brasília, 2019.
Abstract: Nesse trabalho será abordado novas propriedades topológicas achadas em um sistema de elétrons unidimensional com interação spin-órbita de Rashba e Dresselhaus e modulado periodicamente no espaço. O sistema descreve um modelo de oito bandas em aproximação de tight-binding ao qual está na classe de simetria CII da classificação de Altland-Zirnbauer. O diagrama de fase tridimensional do modelo possui fases com gap triviais e fases com gap não-triviais topológicas – distinguidas pelo Z-winding number usual da classe CII – separado por superfícies críticas sem gap, cuja classificação topológica também é obtida, mas usando um “winding number modificado” definido em volta dos pontos de fechamento de gap. O espectro sem gap mostra um par de bandas lineares cruzando a energia zero (nós) que se movem simetricamente na zona de Brillouin quando um parâmetro do modelo é variado sobre uma das superfícies críticas, semelhante aos cones de Weyl em três dimensões. Contudo, diferentemente do que acontece nos semi-metais de Weyl, aqui os nós carregam invariantes topológicos de sinais iguais que efetivamente funcionam como monopolos se repelindo, impedindo o aniquilamento desses nós. Finalmente, foi obtido resultados que mostram que o gap possui um perfil parabólico quando é realizado uma transição entre fases com gap com igual valor do winding number, sugerindo uma transição de segunda ordem conectando fases aparentemente iguais, esse poderia ser um novo tipo de transição quântica.
Abstract: In this work I will report on new topological properties found in a one-dimensional electron system with Rashba and Dresselhaus spin-orbit interactions which are periodically modulated in space. The system is described by a eight-band tight-binding model which falls in symmetry class CII of the Altland-Zirnbauer classification. The three-dimensional phase diagram of the model consists of topologically nontrivial and trivial gapped phases - distinguished by the usual Z-winding number of class CII - separated by critical gapless surfaces whose topological characterizations is also obtained, but using a “modified winding number” defined around the gap closing points. The gapless spectrum sports a pair of linear band crossings at zero energy (nodes) that move symmetrically in the Brillouin zone as a model parameter is varied on a critical surface, similar to Weyl cones in three dimensions. However, differently from what happens in Weyl semi-metals, here the nodes carry topological invariants of equal signs which effectively work as repelling monopoles, preventing pairwise annihilation of the nodes. Finally, we have newly obtained results which show that the gap profile is parabolic around the transition point when going between gapped phases with equal winding numbers and equal ground-state symmetries, suggesting a second order transition connecting seemingly identical phases, this could be a novel type of quantum transition.
Description: Dissertação (mestrado)–Universidade de Brasília, Faculdade UnB de Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Ciência de Materiais, 2019.
Licença:: A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.
Agência financiadora: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).
Appears in Collections:FUP - Mestrado em Ciência de Materiais

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