Defesa de Tese de Doutorado #380 – Flávio Luis Noronha dos Santos – 30/03/2021

Nesta tese realizamos uma investigação teórica do efeito de impurezas em sistemas de muitos corpos. Na primeira parte deste trabalho estudamos o comportamento de uma impureza móvel em um semimetal topológico 2D com toque quadrático de bandas. A impureza possui uma repulsão local e uma interação de troca anisotrópica com os férmions do banho. Usando grupo de renormalização de Wilson encontramos regimes em que a interação local se torna efetivamente atrativa a baixas energias. Calculamos a função espectral de um par férmion-impureza usando a aproximação da série de escada e verificamos a existência de estados ligados entre tais partículas nos regimes em que a interação se torna efetivamente atrativa. Tais regimes dependem da razão entre as massas efetivas das duas bandas fermiônicas. O número de estados ligados pode ser 0, 1 ou 2 e é controlado ajustando a interação de troca. Nossos resultados sugerem que este sistema pode levar à supercondutividade não convencional ao incluir uma densidade finita de impurezas móveis.

Na segunda parte deste trabalho estudamos o efeito de impurezas magnéticas clássicas diluídas em um supercondutor convencional. Usamos a dynamical mean-field theory para resolver este problema na rede de Bethe. Devido à interação magnética surgem estados eletrônicos localizados nas impurezas e a superposição desses estados leva à emergência de bandas de Shiba. Vemos o aparecimento de supercondutividade não convencional do tipo odd-frequency que, assim como as bandas de Shiba, é mais intensa em sítios magnéticos do que nos não magnéticos. Demonstramos uma forma de estimar a intensidade deste pareamento supercondutor através de medições de espectroscopia de tunelamento por varredura. Definimos parâmetros de ordem para diferentes pareamentos supercondutores: singleto even-frequency de onda s, tripleto odd-frequency de onda s e tripleto even-frequency de paridade espacial ímpar. Nossos resultados indicam a presença dos três pareamentos simultaneamente no sistema.