Desordem, Interface e Descoberta de Isolantes Topológicos
Materiais topológicos são caracterizados por uma invariante topológica, uma quantidade que é preserva após transformações adiabáticas. A maior parte dos materiais topológicos estudados na literatura são da classe de isolantes que realiza o efeito Hall quântico de spin (QSHI), classificados por uma invariante Z2 e cuja topologia é protegida por simetria de reversão temporal. Outras simetrias, ou a falta de simetrias, pode resultar em uma fase topologicamente não-trivial. Exemplos são isolantes topológicos cristalinos (TCIs), isolantes topológicos duais (DTIs), isolantes topológicos de ordem superior (HOTI), e fases amorfas. O interesse nesses sistemas têm aumentado nos anos recentes devido a presença de fenômenos físicos interessantes e exóticos, além de apresentarem questões em aberto relacionadas a suas propriedades e proteção topológicas em condições realistas. Além disso, uma questão importante é como predizer racionalmente os materiais topológicos. Tendo em vista essas questões, nós usamos a teoria do funcional da densidade para investigar as propriedades eletrônicas e de transporte de sistemas com simetria cristalina quebrada. O estudo inclui vacâncias na borda de Na3Bi, bismuteno amorfo, além de Bi2Se3 tridimensional amorfo. Além disso, aplicamos métodos de aprendizado de máquina na descoberta de novos materiais topológicos protegidos por simetria de reversão temporal, usando um método que pode ser extendido para outros sistemas topológicos e outras propriedades de materiais.