Pesquisa usa modelo teórico que explica a renormalização do band gap observada em materiais bidimensionais

Materiais bidimensionais no formato de uma folha de papel, como o grafeno, e metais de transição dicalcogenados (MTDs) foram objetos de um estudo de um grupo de pesquisadores da Universidade Federal do Pará, publicado na Revista científica internacional Physical Review D, da American Physical Society. A publicação é uma explicação teórica para a renormalização do gap de energia no disseleneto de tungstênio (WSe2) e no dissulfeto de molibdênio (MoS2). Acesse o trabalho completo aqui.

A pesquisa publicada faz parte de um projeto que o Grupo GRAFIT (Group of Applied Field Theory), da UFPA, vem desenvolvendo em busca de investigar sistemas bidimensionais da física da matéria condensada utilizando uma abordagem da teoria quântica de campos. Materiais bidimensionais como o disseleneto de tungstênio (WSe2) e o dissulfeto de molibdênio (MoS2) são atrativos para a nanoeletrônica, por conta de sua pequena espessura (do tamanho de um átomo) e das propriedades físicas. Entre estas, pode-se citar a capacidade de controlar o tamanho do gap de energia entre a banda de valência e de condução do material por meio da aplicação de uma voltagem na amostra, o que altera a sua densidade de elétrons (densidade eletrônica).

“No nosso trabalho, explicamos por que o gap de energia é modificado à medida que se muda a densidade eletrônica, e obtivemos os respectivos valores desse gap para cada densidade, cujos resultados estão em excelente concordância com os dados experimentais. No futuro, poderemos adaptar o nosso modelo teórico para prever ou calcular quantidades de interesse para aplicações tecnológicas desses materiais. Além disso, estamos investigando a generalização do nosso resultado para outros materiais bidimensionais além desses dois casos”, explicam os professores Van Sérgio Alves e Leandro Nascimento.

Para os autores, a grande concordância com dados experimentais da física de matéria condensada é um fator de destaque para um trabalho de física teórica na linha de teoria quântica de campos, em que normalmente se estuda a física de partículas elementares.

“Acreditamos que nosso trabalho estabelece uma ponte entre duas diferentes linhas de pesquisa da f9ísica: uma normalmente discutida no contexto de aceleradores de partículas, que é a área de teoria quântica de campos; e outra normalmente preocupada com propriedades de materiais, que é a física da matéria condensada. Reforçar que existe uma relação entre linhas de pesquisas da física, a princípio muito diferentes, é também um elemento de destaque para este trabalho”, pontuam os docentes.

Ciência multicampi e interinstitucional - A pesquisa publicada foi realizada pelos professores Van Sérgio Alves, do Campus Belém, e Leandro Nascimento, do Campus Universitário do Marajó/Breves, e contou com a colaboração do estudante de doutorado do Programa de Pós-Graduação em Física da UFPA (PPGF) Luis Fernández, de Francisco Peña, da Universidad de La Frontera (UFRO-Temuco-Chile), e de Marcelo Gomes e Eduardo Marino, pesquisadores dos Institutos de Física da Universidade de São Paulo (IFUSP) e Universidade Federal do Rio de Janeiro (IF-UFRJ), respectivamente.

“A interação com pesquisadores de outras universidades e de outros campi da UFPA é essencial para o desenvolvimento de trabalhos com maior impacto científico. Além disso, em particular ao meu caso, é relevante consolidar o Campus Universitário do Marajó/Breves como um local de produção de ciência internacional e de qualidade na área de Física Teórica”, afirma o professor Leandro Nascimento.

Para conferir a pesquisa publicada na Revista internacional Physical Review D, acesse aqui.

Texto: Adams Mercês - Assessoria de Comunicação da UFPA
Arte: Divulgação