Dissertação

Development of a QMC code to tackle interacting electronic systems in 2D with application to TMD nanoribbons EVALUATED

O comportamento coletivo tem estado na linha da frente da investigação em matéria condensada no último século. Esta era dos sistemas complexos trouxe-nos um conceito denominado emergência que é, atualmente, transversal. Em particular, em sistemas de eletrões correlacionados, fenómenos emergentes conduzem a propriedades exóticas desafiando a intuição. A descoberta de materiais bidimensionais renovou o interesse no problema a N eletrões dado que as interações eletrão-eletrão têm um papel determinante na descrição das propriedades destes sistemas. Além disso, o aumento de poder computacional e de sofisticação algorítmica tornou possível atacar problemas que eram até então inacessíveis. Neste trabalho, focamo-nos numa classe particular de materiais bidimensionais, ricos em propriedades óticas e eletrónicas interessantes: os dicalcogenetos de metais de transição. Neste contexto, investigamos a emergência de magnetismo associado a estados de fronteira, num tipo de nanoestrutura chamado de nanofita, dada a sua semelhança a uma fita, por ser muito mais longa numa direção que na outra. Para estudar este fenómeno, consideramos um modelo de tight-binding baseado em considerações de simetria capturando a maioria das propriedades relacionadas com a física de fronteiras do problema. Depois, generalizamos este modelo para o caso interatuante, considerando interações do tipo Hubbard intra-orbitais. A nossa abordagem divide-se em duas partes. Começamos por fazer cálculos numéricos originais na aproximação de campo médio para construir uma imagem física aproximada do sistema. Depois, usamos a nossa implementação de um algoritmo de ponta, livre de enviesamento estatístico - Monte Carlo Quântico Determinantal - para simular o sistema interatuante a N fermiões em estudo.
Materiais Bidimensionais, Modelo de Hubbard, Eletrões Correlacionados, Nanofitas de TMDs, Teoria de Campo Médio, Monte Carlo Quântico Determinantal

Novembro 27, 2018, 14:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Eduardo Filipe Vieira de Castro

Departamento de Física (DF)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

João Manuel Viana Parente Lopes

Faculdade de Ciências da Universidade do Porto

Professor Auxiliar