EXCITACOES ELETRONICAS EM NANOESTRUTURAS SOB A INFLUENCIA DE CAMPOS EXTERNOS: TRANSPORTE E FENOMENOS EMERGENTES
Polaron, nao linearidade, polımero, campo eletrico, homodımeros, campo magnetico, efeito bumerangue.
Neste trabalho, investigamos as propriedades dinamicas de polarons e eletrons em diferentes sistemas, explorando a influencia de efeitos nao lineares, desordem e campos externos. No primeiro estudo, analisamos a formacao e a dinamica de polarons em copolımeros, cadeias polimericas compostas por homodımeros, considerando o acoplamento entre eletrons de conducao e vibracoes da rede cristalina. Observamos uma transicao de polarons itinerantes para estacionarios, controlada pelo aumento do parametro de acoplamento. Identificamos que o grau de localizacao cresce com o acoplamento, enquanto desnıveis de energia entre as estruturas cıclicas impactam a dinamica em tempos longos, culminando em um diagrama de fases que distingue os regimes dinamicos. No segundo estudo, investigamos polarons em um cristal molecular unidimensional com vibracoes intermoleculares sob campos eletricos estaticos e harmonicos. Demonstramos que campos externos podem induzir o transporte direcional de polarons, cuja velocidade se aproxima da velocidade do som do cristal em acoplamentos espeıficos. Em regioes de acoplamento fraco, a dinamica assemelha-se ao comportamento de eletrons livres, enquanto acoplamentos fortes promovem polarons estacionarios. A construcao de um diagrama de fases revelou a relacao entre a intensidade do campo eletrico, o acoplamento e a formacao de estados metaestaveis. No estudo seguinte, analisamos a dinamica de um eletron em redes bidimensionais quadrada e honeycomb sob campos magneticos constantes. A formulacao quantica revelou regimes dinamicos distintos, incluindo estados autoestacionarios associados ao menor nıvel de Landau e dinamica cıclotron em torno do ponto Γ. Identificamos padroes complexos de oscilacao, com a presenca de vortices e padroes de interferencias nas redes. Por fim, exploramos o efeito bumerangue quantico, feˆomeno recentemente descoberto, no qual um pacote de onda inicialmente impulsionado retorna espontaneamente a sua posicao inicial devido a multiplos espalhamentos na desordem. Mostramos que a introducao de nao linearidades modifica esse efeito, promovendo inicialmente um enfraquecimento do retorno da partıcula, seguido de um regime no qual a tendencia se inverte e o aprisionamento e fortalecido, culminando, por fim, na supressao do efeito. Esses resultados destacam a riqueza de fenomenos advindos da interacao entre eletrons, redes cristalinas, desordem e campos externos, oferecendo subsıdios teoricos relevantes para o entendimento de sistemas quanticos complexos.