Banca de DEFESA: BRUNO FOCASSIO

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : BRUNO FOCASSIO
DATA : 08/11/2023
HORA: 10:00
LOCAL: Santo André
TÍTULO:

Fundamentos da Matéria Condensada: Desordem, Interfaces, Topologia e Descoberta

PÁGINAS: 301
RESUMO:

Nesta tese, enfrentamos o desafio de explorar fenômenos de matéria condensada observados não apenas na teória, mas também no experimento. Ao longo dessa jornada, unimos técnicas da teoria do functional da densidade (DFT), teoria de bandas topológicas e ciência de dados. Examinamos detalhadamente os efeitos da desordem na forma de defeitos e de fase amorfa em materiais topológicos. Nossa investigação sobre o Na3Bi bidimensional mostra que os defeitos an borda, ao preservar a simetria de reversão temporal (TRS), reduzem significativamente a transmissão eletrônica dos estados triviais que atravessam as bordas das bandas, ao mesmo tempo em que mantêm a transmissão para os estados topológicos sem dissipação. Esse achado possibilita experimentos controlados em estados topológicos. Demonstramos como é possível filtrar a resposta dos estados metálicos topológicos nas bordas e propusemos um dispositive controlado por um campo elétrico. Exploramos o efeito dos defeitos na profundidade de penetração dos estados topológicos nas bordas do bismuteno. Discutimos as condições nas quais esses estados nas bordas se hibridizam por todo o material, criando canais de espalhamento sem quebrar as simetrias que destruiriam a proteção topológica. Estudamos extensivamente a proteção topológica em bismuteno bidimensional amorfo e demonstramos como o transporte e a classificação topológica mudam com o aumento do grau de amorfização, da força do acoplamento spin-órbita (SOC) e até na presença de um campo magnético. Também mostramos que em três dimensões, o caráter topológico dos calcogenetos em camadas (Bi2Se3) parece ser mais fraco do que em duas dimensões para o bismuteno. Em seguida, visamos a descoberta de materiais por meio de métodos orientados por dados. Construímos um protocolo de aprendizado de máquina que permite a previsão e classificação de propriedades de modo geral. Primeiramente, aplicamos nosso protocolo para descobrir novos isolantes topológicos bidimensionais. Em seguida, a mesma técnica é usada para investigar a interface entre o óxido de grafeno e a nanocelulose. Além disso, criamos método de aprendizado de máquina para contornar o alto custo computacional dos cálculos de teoria do funcional da densidade de Kohn-Sham e permitir simulações ab initio mais rápidas. Finalmente, na última parte desta tese, aplicamos essas diferentes metodologias a problemas observados experimentalmente. Usamos DFT e dinâmica molecular ab initio (AIMD) para entender a estabilidade e ruptura de um fio iônico monoatômico feito de ZrO2, conforme observado por microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução (HRTEM). Em seguida, aplicamos a aprendizagem de máquina para filtrar, agrupar e extrair informações da interface entre lignina e celulose microfibrilada usando dados de curvas de força-distância (F-d) obtidos por microscopia de força atômica (AFM).

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - Interno ao Programa - 098.449.371-91 - ADALBERTO FAZZIO - USP
Membro Titular - Examinador(a) Interno ao Programa - 905.789.370-34 - GUSTAVO MARTINI DALPIAN - USP
Membro Titular - Examinador(a) Interno ao Programa - 2605463 - JOSE ANTONIO SOUZA
Membro Titular - Examinador(a) Externo à Instituição - JAMES MORAES DE ALMEIDA
Membro Titular - Examinador(a) Externo à Instituição - ALEXANDRE REILY ROCHA - UNESP
Membro Suplente - Examinador(a) Externo à Instituição - GABRIEL RAVANHANI SCHLEDER - CNPEM
Membro Suplente - Examinador(a) Externo à Instituição - RAFAEL FURLAN DE OLIVEIRA - CNPEM
Membro Suplente - Examinador(a) Externo à Instituição - MARCIO JORGE TELES DA COSTA - UFF
Membro Suplente - Examinador(a) Externo à Instituição - ROBERTO HIROKI MIWA - UFU