Guo Qiang Hai.

Neste projeto, investigaremos os potenciais de interação elétron-elétron de dois elétrons em heterojunção de GaAs/AlGaAs bidimensional em um campo magnético uniforme perpendicular. Primeiro, estudaremos as soluções exatas dos estados quânticos dos níveis de Landau para um único elétron e os sub-níveis de Landau para um par de elétrons neste sistema. Então, calcularemos os potenciais de repulsão direta de Coulomb e os potenciais de troca entre dois elétrons no nível de Landau mais baixo. As combinações dos diferentes estados de elétrons individuais e seus momentos angulares totais serão comparados com os estados de pares de elétrons correspondentes. A investigação visa entender as contribuições da repulsão direta de Coulomb e da interação de troca no nível de Landau mais baixo nos estados de pares de elétrons. Os resultados obtidos juntamente com os efeitos de correlação devem nos ajudar a entender melhor a formação dos pares de elétrons.

A correlação eletrônica é um grande impedimento para previsões precisas das propriedades e comportamentos de moléculas e materiais em geral. Embora métodos sofisticados de mecânica quântica sejam empregados para lidar com os efeitos de correlação, a estimativa precisa das energias de correlação continua sendo um gargalo. A compreensão correta das propriedades das energias de correlação nas estruturas eletrônicas dos materiais é de grande importância. O objetivo principal deste projeto é o estudo teórico da correlação eletrônica e do emparelhamento de elétrons nas seguintes aspectos: energias de correlação associadas aos elétrons de valência em átomos de metais de transição; os efeitos da correlação nas propriedades dos dímeros de metais de transição e dos clusters atômicos de silício e lítio; o papel da correlação eletrônica na formação de moléculas diatômicas; e correlação dependente de orbital e emparelhamento de elétrons para a banda do par de elétrons em uma rede cristalina e para os estados de pares em um sistema bidimensional em um campo magnético.

Este projeto visa explorar e entender os efeitos da correlação eletrônica em sistemas complexos, utilizando métodos teóricos avançados, como o Monte Carlo Quântico (QMC) e a Teoria do Funcional da Densidade (DFT). Nos três subprojetos principais, abordamos a análise das energias de correlação em átomos de metais de transição e a investigação de correlações eletrônicas em dímeros desses metais de transição; a formação de moléculas diatômicas mostrando o papel fundamental da correlação eletrônica em ligação 2c-2e; e o estudo da decomposição térmica do etanol, um biocombustível promissor. Através de cálculos precisos e comparações com dados experimentais, esperamos obter uma compreensão mais profunda das interações eletrônicas e fornecer insights mais precisos sobre a natureza básica da correlação eletrônica. As pesquisas contribuirão também para o avanço da química computacional e desenvolver estratégias mais eficazes para a utilização de biocombustíveis.

Este projeto de pesquisa para próximos anos é uma continuidade dos trabalhos de pesquisa em andamento. As pesquisas serão focadas em: (1) Estados elétron-par em cristais e supercondutividade não-convencional e (2) Clusters aromáticos e as aromaticidades.

Neste projeto, estudaremos o estado fundamental de átomos de dois elétrons em um sistema bidimensional. Vamos utilizar o método variacional para calcular a energia do estado fundamental bem como a função de onda deste sistema. Nossos objetivos são os de obter a energia do estado fundamental com uma precisão compatível à precisão química, e determinar a função de onda na sua forma mais simples possível. Em nossos cálculos usaremos como função de onda tentativa inicial a função de onda variacional de Hylleraas de 3 parâmetros adaptada para sistemas bidimensionais.
Compararemos os resultados deste projeto com os nossos resultados de simulações de
Monte Carlo quântico.

Projeto de Pesquisa de Pós-Doutorado, CNPq

O projeto proposto está direcionado para duas linhas de pesquisa distintas: uma ligada a problemas aplicados com potenciais aplicações tecnológicas, nessa linha de pesquisa o foco é o de estudar propriedades estruturais, eletrônicas e magnéticas de nanoclusters metálicos; e outra voltada para problemas mais fundamentais como o estudo dos efeitos de temperatura, ordenamento magnético e desordem em sistemas eletrônicos bidimensionais. Em ambos os casos, estamos usando como ferramenta principal o método Monte Carlo Quântico (MCQ). Nosso objetivo é combinar Monte Carlo quântica e teoria do funcional da densidade para estudar a estrutura eletrônica de clusters metálicos e efeitos de muitos corpos em sistemas de baixa dimensionalidade.

O objetivo principal deste projeto é o estudo teórico dos seguintes assuntos: (i) efeitos de muitos corpos em cristais bidimensionais com estados de pares de elétrons e (ii) propriedades eletrônicas e magnéticas de clusters de átomos Cu, Ag e Au dopado com átomos de metais de transição.

This research project is composed of two parts. (1) The first part is aimed to study the electronic properties of silicene. Silicene is a new material similar to graphene but with a gap at the Dirac point, a linear spectrum near the K and K' points, and very strong spin-orbit interaction. It has been created very recently in laboratories. In this project, we are going to study (i) the magneto-transport properties in silicene, especially for frequency-dependent transport and power spectrum calculations; and (ii) the electron-electron interaction in a silicene layer. (2) In the second part, we will study the electron-pair states for unconventional superconductivity. Recently, we find a metastable electron-pair energy band in a two-dimensional crystal. The wavefunction of the pair is given by a Bloch wave in the center-of-mass coordinate and the two strongly correlated electrons are bound in the same unit cell in the relative coordinate. We also show that the presence of holes in a many-electron system is essential to stabilize the electron pair. In this part of the project, we are going to calculate the self-energies of the electron-pairs and holes in a 2D many-body Boson-Fermion system.

Este projeto é uma continuidade de dois trabalhos de pesquisa em andamento no nosso grupo. Um voltado para investigar a estrutura eletrônica de "clusters" de átomos metálicos; e outro ligado a problemas fundamentais, como investigar os efeitos de temperatura no estado fundamental de um sistema de elétrons bidimensional. Quanto ao primeiro, é uma linha de pesquisa relativamente nova para nós. Nesta parte, vamos estudar (i) o efeito de dopagem do cluster Al13 com um único átomo de Cu, Ag e Au; e (ii) o efeito de aromaticidade em sistema bi-metálico formado por (MAl4)- (M=Li, Na, Rb, Cu, Ag e Au), tais sistemas são conhecidos como "all-metal aromatic clusters". Já a segunda parte do projeto está numa linha de pesquisa estabelecida no nosso grupo e estivemos nos últimos anos envolvidos com alguns problemas relacionados. Estamos estudando a transição "sólido-líquido" de um cristal de Wigner 2D com spin polarizado e não-polarizado a temperatura finita, para determinar com precisão o diagrama de fases deste sistema. Para tal, as transições "sólido-líquido" serão determinadas a partir de cálculos da energia livre usando diferentes métodos. Em ambos os casos, estamos usando como ferramenta principal o método Monte Carlo Quântico.

Very recently, silecene, a one-atom thick, two-dimensional layer of silicon atoms in a honeycomb crystal
structure, has been created in laboratories. This new material is similar to graphene but with a gap at the Dirac point, a linear spectrum near the K and K' points, and very strong spin-orbit interaction, is expected to open new perspectives for applications, especially due to its compatibility with existing Si-based devices. 
The research in silicene is just in its early infancy. It is important that we start the relevant research work as soon as possible and contribute to the understanding of silecene. In collaboration with Prof. Vasilopoulos we have started our theoretical investigations of electron transport in silicene.

O objetivo principal deste projeto é o estudo teórico dos seguintes assuntos: (i) Efeitos de interação elétron-elétron na condutância eletrônica e no espalhamento elétron-elétron através de pontos quânticos confinados em uma estrutura modelada quase unidimensional considerando os estados de spin dos elétrons; e (ii) Estados ligados de dois elétrons e blindagem não linear em sistemas bidimensionais considerando os elétrons ligados ao centro de uma impureza doadora ou sujeitos a um potencial de modulação no plano. Incluímos também neste projeto, alguns trabalhos em andamento como o estudo dos ?clusters? de átomos metálicos.

Neste projeto vamos estudar: (i) Efeito de desordem em sistemas bodimensionais (2D) de elétrons; (ii) Cristalização do sistema de elétrons 2D a temperatura finita e com polarizado de spin; (iii) Ordenamento magnético em sólido 3He; e (iv) Aglomerados de átomos ou cargas em regiões restritas.

O objetivo principal deste projeto é o estudo teórico das propriedades eletrônicas de pontos quânticos e anéis quânticos semicondutores e da dinâmica de defeitos pontuais em um cristal coloidal bidimensional. Apresentamos alguns trabalhos em andamento sobre as impurezas doadoras e seus estados ligados em um campo magnético e acoplamento spin-órbita em poços quânticos de InAs/GaSb que também fazem parte do projeto.

Estudo teórico dos (i) efeitos de muitos corpos e as propriedades eletrônicas e de transporte em pontos quânticos e anéis quânticos semicondutores; e (ii) das propriedades dinâmicas e os efietos de muitos corpos em sistema mesoscopico classico de particulares carregadas.
 pontuais em um cristal coloidal bidimensional. Apresentamos alguns trabalhos em andamento sobre as impurezas doadoras e seus estados ligados em um campo magnético e acoplamento spin-órbita em poços quânticos de InAs/GaSb que também fazem parte do projeto.