Aislantes topológicos son una nueva clase de materiales, que en bloque son aislantes, pero en los que la no satisfacción de la simetria de traslación y una fuerte interacción spin-orbita, origina el surgimiento de estados metálicos superficiales con una fuerte polarización espontanea del spin (estados superficiales quirales). La presencia de estados metálicos superficiales quirales robustos hacen a estos materiales muy interezantes para aplicaciones en áreas como la spin-tronica y la computación cuántica [1-4].
Aislantes Kondo son compuestos de tierras rarras, que a bajas temperaturas abren un gap en torno al nivel de Fermi, asociado al surgimiento de la resonancia Kondo, lo que les otorga un carácter aislante-semiconductor a bajas temperaturas [5]. Recientemente se ha descubierto el surgimiento de estados topológicos superficiales en sistemas aislantes Kondo tradicionales [2-4,6-8], el surgimiento de los estados superficiales metálicos quirales topológicamente protejidos, se deriva de la interacción spin orbita, asociada a la estructura electrónica del material, teniendo en cuenta el rompimiento de la simetría de traslación. En aislantes Kondo, la interacción Kondo altera la curvatura de la estructura de bandas a bajas temperaturas, originando masas efectivas muy altas, es decir la interacción Kondo y su activación via temperatura (el efecto Kondo muere arriba de la denominada temperatura de Kondo Tk) altera la estructura electrónica y por lo tanto, se espera que altere indirectamente la conformación de los estados superficiales metálicos quirales, ofreciendo una alternativa de control experimental de estos, lo que podría ser interés tecnológico .
Trabajos teóricos han estudido aislantes Kondo topólogicos, empleando hamiltonianos basados en el modelo de Anderson y el tratamiento tipo campo medio denominado boson esclavo [2-4,6,7]. Este tratamiento presenta la ventaja de ser relativamente simple matemáticamente, permite incorporar los efectos asociados a la interacción spin-orbita y la topológía del sistema, además de describir los diferentes regímenes del sistema, pero presenta la desventaja de solamente funcionar a muy bajas temperaturas, pues a medida que se incrementa la temperatura del sistema, se manifiesta una transición de fase espuria (no física), asociada al límite de validez del tratamiento [9]. Hace unos años desarrollamos el denominado método del X-boson, un tratamiento para el modelo de Anderson, que describe el mismo límite del metodo del bosón esclavo, pero que arregla el problema de la transición de fase espuria anteriormente mencionada [10,11].
Recientemente el denominado método atómico para el modelo de Anderson ha sido desarrollado, aproximación con un carácter many-body y que permite describir casos de correlación electrónica fuerte, pero finita [12-14]. Hemos realizado aplicaciones de la solución atomica en sistemas de un único punto cuántico [18-21], sin tener en cuenta canales de conducción con spin polarizado. La idea básica de este proyecto se puede dividir en 2 partes: Obtener propiedades físicas del compuesto aislante Kondo topológico SmBe6, con el X-boson, abordar el cálculo a temperaturas intermedias y altas (si comparadas a la temperatura Kondo), en la transición entre los regímenes de valencia intermediaría y Kondo, esto es, en la región de parámetros que no puede ser descrita por el boson esclavo. Ya hemos cálculado propiedades fisicas de aislantes Kondo tradicionales (FeSi y FeSb2) con el método X-boson [15-17], pretendemos incorporar ahora los estados topológicos superficiales; en particular obtener propiedades termoeléctricas, teniendo en cuenta la presencia de canales de conducción superficiales quirales.
Cálcular propiedades termoeléctricas con el método atómico, considerando canales de conducción quirales en sistemas de 2 o más puntos cuánticos acoplados. Esperamos que nuestros resultados mejoren los obtenidos empleando aproximaciones tipo campo medio [22-24]. |