Isolantes Topológicos Fortemente Desordenados

Numerosos trabalhos recentes, tanto teóricos como experimentais, revelaram o importante papel da topologia nas propriedades eletrônicas de materiais. A partir de trabalhos pioneiros em efeito Hall quantizado inteiro, foi desenvolvida a compreensão teórica sobre uma nova classe de materiais, os isolantes topológicos. A matéria topológica é usualmente caracterizada por invariantes topológicos, objetos matemáticos expressos em termos da estrutura de bandas e propriedades de simetria dos materiais. A pergunta natural que surge é se materiais fortemente desordenados, não-cristalinos ou amorfos podem exibir propriedades topológicas. Muitos trabalhos teóricos, incluindo os nossos, indicam que sim. Nessa palestra, vou apresentar uma breve revisão da teoria de isolantes topológicos e discutir as principais propriedades de proteção dos estados eletrônicos em sistemas bidimensionais. Em particular, farei uma análise da robustez dos estados de borda e qual o impacto da desordem. Concluirei discutindo um modelamento realista de sistemas topológicos amorfos [1,2], como entender seu comportamento usando um modelo simples [3]. Vou ainda discutir transições de fase topológica devido à desordem [4] e apresentar um novo indicador topológico no espaço real [5].

 

1. M. Costa, G. R. Schleder, M. B. Nardelli, C. Lewenkopf e A. Fazzio, Toward Realistic Amorphous Topological Insulators, Nano Lett. 19, 8941 (2019).

 

2. B. Focassio, G. R. Schleder, M. Costa, A. Fazzio e C. Lewenkopf, Structural and electronic properties of realistic two-dimensional amorphous topological insulators, 2D Mater. 8 025032 (2021).

 

3. V. Regis, V. Velasco, M. B. Silva Neto e C. Lewenkopf, Topological phase transitions in the crystalline-amorphous crossover, Phys. Rev. 110, L161105 (2024).

 

4. B. D. Assunção, G. J. Ferreira e C. Lewenkopf, Disorder driven topological phase transitions, Phys. Rev. B 109, L201102 (2024).

 

5. C. S. Setescak, C. Lewenkopf, M. Ludewig, Coarse geometric approach to topological phases: Invariants from real-space representations, arXiv:2407.16494 (2024).