Efeito Hall Quântico de Vale no Grafeno: uma mudança de paradigma

Convidamos toda a comunidade acadêmica da UFPA a prestigiar o seminário

"Efeito Hall Quântico de Vale no Grafeno: uma mudança de paradigma"

Palestra do professor Dr. Van Sérgio da Silva Alves. Dia 11/03/2015  ( Quarta Feira) ás 10:00 h no auditório do Laboratório de Física - Pesquisa.

Resumo: O Grafeno exibe propriedades de transporte não convencionais como o efeito Hall inteiro (à temperatura ambiente) e a existência de uma condutividade mínima, mesmo na ausência de qualquer dissipação e com uma densidade de estados nula. Por um longo tempo acreditou-se que as interações eletromagnéticas não eram relevantes na descrição de algumas dessas propriedades. Entretanto, a medição experimental da renormalização da velocidade de Fermi e o efeito Hall fracionário, indicam que as interações seriam importantes. Essas descobertas levaram até hoje a um intenso debate na comunidade sobre o entendimento do papel das interações eletromagnéticas no grafeno.  Algumas tentativas nessa direção usam a eletrodinâmica quântica em (2+1)D no regime estático, pelo argumento de que a velocidade de Fermi é 300 vezes menor do que a velocidade da luz, de maneira que os efeitos de retardação não seriam importantes.  Partindo de primeiros princípios, a nossa proposta é usar uma descrição completa das interações através do acoplamento mínimo da corrente eletrônica com o campo de calibre eletromagnético U(1), a chamada pseudo-eletrodinâmica quântica, que descreve os elétrons no grafeno confinados no plano mas com o campo eletromagnético vivendo em um espaço tri-dimensional.  Com base nesse modelo, nós determinamos a origem da condutividade mínima e suas correções quânticas, que representam a melhor previsão teórica até hoje obtida, se comparada com os dados experimentais. Nós também mostramos como calculamos a condutividade transversa, de modo exato, prevendo um novo efeito, fascinante e não convencional, no grafeno, que chamamos de efeito Hall quântico de vale (QVHE), e que representa um efeito devido somente às interações eletromagnéticas e sem a necessidade de um campo magnético externo. A partir da auto-energia do elétron, mostramos que o elétron adquire um gap cujos estados de energia são dinamicamente gerados em associação ao QVHE, o que nos permite predizer que este efeito pode ser medido experimentalmente a uma temperatura da ordem de 2K.  Esses nossos resultados estão descritos num artigo recentemente aceito para publicação no periódico Physical Review X.