Interação entre impurezas enterradas em um Semimetal de Weyl: caso não magnético

Abstract

Por meio da equação de Weyl que descreve o bulk de um semimetal de Weyl, inserimos duas impurezas no interior deste semimetal, com o intuito de medir a condutância desse sistema por meio de uma ponta de um microscópio de corrente de tunelamento (STM: scanning tunneling microscope), assim como exploramos teoricamente a influência que o semimetal de Dirac-Weyl causa na estrutura dos orbitais das impurezas. Verificamos que nessas condições apresentadas: (i) é possível resgatar e obter os mesmos resultados publicados por Phys. Rev. B 96, 041112(R) (2017) para um semimetal de Dirac em três dimensões; (ii) ao quebrarmos a simetria de inversão do sistema, ocorre um alargamento dos picos de ressonância, até o ponto que uma impureza deixa de sentir a presença da outra, o que caracteriza um sistema que segue o modelo de Anderson de uma impureza (SIAM: single impurity Anderson model), ao passo que, caso continuemos aumentando o valor deste parâmetro, a estrutura de bandas do material torna-se um metal; (iii) ao quebrarmos a simetria de reversão temporal nas direções dos eixos x e z, ocorre formação de um par de orbitais de ligações π para os estados ligantes e antiligantes, o que significa que os elétrons são excitados de ondas s para ondas p.

Through the Weyl equation that describes the bulk of a Weyl semimetal, we inserted two impurities inside this semimetal, in order to measure the conductance of this system by means of a scanning tunneling microscope (STM), as well as we theoretically explore the influence that Dirac-Weyl semimetal causes on the structure of the impurities orbitals. We verified that under these conditions presented: (i) it is possible to retrieve and obtain the same results published by Phys. Rev. B 96, 041112 (R) (2017) for a three-dimensional Dirac Semimetal; (ii) when we break the inversion symmetry of the system, there is a widening of the resonance peaks, to the point that one impurity cannot feel the presence of the other one, which characterizes a single impurity Anderson model (SIAM) system, whereas, if we continue increasing the value of this parameter, the bands structure of the material becomes a metal; (iii) when we break the time reversal symmetry in the x and z-axis directions, a pair of π-bond orbitals forms for the bonding and antibonding states, which means that electrons are excited from s-waves to p-waves.