Do Lógico ao Abstrato: A Ciência no Cotidiano
23 a 28 de outubro de 2017
Trabalho 8420
| ISSN | 2237-9045 |
|---|---|
| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Graduação |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Área temática | Física |
| Setor | Departamento de Física |
| Bolsa | CNPq |
| Conclusão de bolsa | Sim |
| Apoio financeiro | CNPq |
| Primeiro autor | Alex Junior Pereira Braz |
| Orientador | WINDER ALEXANDER DE MOURA MELO |
| Título | Excitações topológicas em novos materiais |
| Resumo | O trabalho envolve uma nova classe de materiais recentemente descoberta que apresenta propriedades intrigantes, inclusive com perspectiva de aplicações tecnológicas. Esses materiais constituem-se numa nova fase (quântica) da matéria e são conhecidos como isolantes topológicos (IT`s), uma vez que possuem interior (do inglês “bulk”) isolante, mas possuem estados condutores na superfície protegidos pela simetria de reversão temporal (SRT). Este estado foi observado primeiramente em 2007 num sistema de poço quântico bidimensional (2D). Em 2008-2009, propriedades físicas semelhantes foram observadas também em cristais, como seleneto de bismuto (Bi2Se3), telureto de bismuto (Bi2Te3) e telureto de antimônio (Sb2Te3), sendo estes os primeiros casos de isolantes topológicos tridimensionais. A combinação de “bulk” isolantes com estados condutores na superfície protegidos pela SRT levam a fenômenos bastante interessantes, como o movimento de elétrons nas bordas ocorrer sem dissipação de energia. Como elétrons também portam spin, tais materiais seriam perfeitos para se investigar o transporte de spin, pois poderíamos conceber aí uma spintrônica praticamente sem dissipação teŕmica. Aqui, vamos nos dedicar ao estudo de micropartículas esféricas de isolantes topológicos quando submetidos a um feixe de laser. A técnica de pinçamento óptico utiliza um laser altamente focalizado incidindo numa esfera dielétrica a qual, ao ser aprisionada pelo feixe, pode ser usada para manipular pequenas partículas, como tiras de DNA, membranas etc. Ao se substituir a esfera dielétrica por uma de isolante topológico observa-se que esta não é aprisionada no foco do feixe, como ocorre com a esfera dielétrica. De fato, observou-se recentemente que a micropartícula IT oscila perpendicularmente à direção do feixe exibindo uma dinâmica regular com frequência bem definida. Tal movimento é intrigante e pode ser utilizado em microreologia e em outras investigações que necessitam de medidas dinâmicas. Nosso objetivo é propor um modelo teórico que possa explicar tal dinâmica oscilatória levando-se em conta propriedades intrínsecas e microscópicas do isolante topológico que constitui a microesfera. Assim, sua densidade superficial de portadores de cargas, bem como, a resistividade de seu “bulk” isolante deverão tomar parte no modelo. Espera-se que tal modelo possa predizer se tais oscilações seriam exclusivas de micropartículas de isolantes topológicos ou, se poderiam ser observadas com microesferas de outros materiais. Mesmo sendo preliminares, nossos resultados indicam claramente que a dinâmica oscilatória reportada demanda uma microesfera com características específicas, digo, deve apresentar uma baixa reflectância superficial com um interior bastante transparente, de modo a promover uma competição entre a pressão de radiação e a força de gradiente, que são as componentes da força óptica que promovem a repulsão e a atração da microesfera para o foco do laser. |
| Palavras-chave | Isolante, pinçamento óptico, isolante topológico |
| Forma de apresentação..... | Painel |