Supercondutividade em um modelo com bandas planas em temperatura nula
Supercondutividade. Pares de Cooper. Teoria BCS. Temperatura nula. Banda plana
A supercondutividade é um fenômeno quântico caracterizado pela resistência elétrica nula e pela expulsão de
campos magnéticos (efeito Meissner) em temperaturas suficientemente baixas. Sua descoberta se deu por
Heike Kamerlingh Onnes em 1911, e desde então, muitas abordagens teóricas foram desenvolvidas para
compreender sua origem microscópica, sendo a teoria Bardeen–Cooper–Schrieffer (BCS) o marco fundamental.
Contudo, a teoria BCS convencional descreve apenas supercondutores em baixas temperaturas. Neste trabalho,
investigamos a supercondutividade emergente em sistemas com bandas planas em temperatura nula, onde a
dispersão eletrônica é quase nula e com densidade de estados muito elevada. Nesses sistemas, assim como na
teoria BCS convencional, o acoplamento atrativo entre férmions pode gerar a formação de pares de Cooper
mesmo para interações extremamente fracas. Porém, diferentemente do que acontece nos supercondutores
explicados pela teoria BCS, o gap da supercondutividade é diretamente proporcional ao acoplamento, levando
ao surgimento de um estado supercondutor não convencional. Partiremos da Hamiltoniana efetiva de duas
bandas, sendo uma dispersiva e a outra plana e mostraremos que a presença de uma banda plana contribui
para o aumento significativo da formação de pares e para o consequente aparecimento de supercondutividade,
em regimes de temperatura nula, com gaps de energia proporcionais aos acoplamentos em cada banda.
Pretendemos também estudar o comportamento dos gaps em função de um campo magnético externo h
aplicado ao sistema, conhecido como o campo de Zeeman. Estudos recentes mostram que num modelo com
(duas) bandas, sendo uma delas plana, o campo magnético h aplicado pode ir além do limite de Chandrasekhar-
Clogston sem que o supercondutor sofra uma transição para o estado normal, o que motiva a presente
investigação.