Estados de borda em cristais fotônicos topológicos

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Silva, Daniel Borges
• Orientador(a): Bezerra, Claudionor Gomes
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Cristal fotônico topológico; Estados de borda; Robustez
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/57900

Nos últimos anos, a pesquisa em cristais fotônicos topológicos vem ganhando destaque devido à possibilidade de simular efeitos quânticos com eles e as possibilidades de implementação tecnológica em dispositivos cujo fluxo de informação se dá com base na luz. Físicos e engenheiros vêm procurando novos sistemas que apresentam comportamento topológico, assim como vêm buscando entender melhor as características dos sistemas já existentes. Os cristais fotônicos topológicos são materiais artificiais onde as propriedades eletromagnéticas variam periodicamente no espaço e onde possuem o invariante topológico não nulo que pode ser garantido por meio de alguma perturbação no sistema e, como consequência, induzindo o surgimento de uma fase topológica. Nesta tese nós induzimos a fase topológica usando perturbações geométricas em quatro tipos de cristais fotônicos bidimensionais compostos de hastes dielétricas. Nós estudamos redes triangulares com simetria pontual C6 e verificamos que a perturbação abre um gap completo na estrutura de bandas dos sistemas. Verificamos ainda que alguns valores de perturbação levam os sistemas a fases topologicamente não-triviais. Como consequência, notamos a emergência de estados de borda dentro do gap recém aberto. Esses estados apresentam características de pseudospin e são protegidos pela própria topologia do sistema, de modo que eles são bem localizados espacialmente e robustos em relação a desordens e defeitos. Tal robustez significa que a luz transmitida ao longo da interface formada por cristais triviais e nãotriviais irá enfrentar os defeitos sem grandes perdas energéticas, reflexões ou mudanças de fluxo, criando assim um canal coerente para a propagação da luz.