Espalhamento e interferência eletrônica entre estados induzidos por impurezas em semimetais de Dirac e Weyl - Marques, Yuri Policei (2019)
Embora o estado fundamental de moléculas covalentes diatômicas na natureza seja inevitavelmente ligante com primeiro estado excitado antiligante, foi demonstrado teoricamente que um par de impurezas, colocadas dentro de um semimetal de Dirac tridimensional, pode exibir um estado fundamental antiligante. Esse contraste com a natureza de moléculas isoladas surge devido a emergência de uma inesperada interação de longo alcance mediada pelos elétrons de condução com comportamento relativístico inerente ao semimetal de Dirac. Os perfis dos orbitais moleculares ligante e antiligante desse estado molecular são obtidos por meio da determinação teórica da densidade local de estados na superfície, cuja medida experimental pode ser realizada com auxílio da microscopia de corrente de tunelamento. Para o semimetal de Weyl, foi evidenciado que a quebra de simetria de reversão temporal é responsável por uma transição energética de s- para p-wave nos orbitais individuais das impurezas. Como consequência dessa transição e da característica direcional dos orbitais p-wave, a interferência entre as impurezas produz orbitais do tipo sigma quando frontais e do tipo π quando paralelas. Além disso, foi verificado que o surgimento do efeito magneto quiral, devido a separação dos nós de Weyl com quiralidades opostas, produz polarização nos orbitais moleculares via oscilações de Friedel. Por fim, foi analisado o efeito dos graus de liberdade de vibração da rede, presentes em qualquer sistema realístico, na formação dos estados moleculares (anti)ligante, revelando uma transição suave da natureza do estado fundamental de antiligante para ligante em função do aumento da temperatura do sistema.