Zapraszamy do udziału w seminarium Wydziału Inżynierii Materiałowej i Fizyki Technicznej Politechniki Poznańskiej oraz Oddziału Poznańskiego Polskiego Towarzystwa Fizycznego, które odbędzie się 9 listopada 2023 r. o godz. 11:45. Pan dr inż. Emil Sierda wygłosi seminarium pt. "Symulacje kwantowe na powierzchni. Jak zrozumieć oddziaływania elektronów?". Seminarium będzie transmitowane w systemie e-Meeting pod adresem: https://emeeting.put.poznan.pl/eMeeting/rys-gup-9is
Symulacje kwantowe na powierzchni. Jak zrozumieć oddziaływania elektronów?
Emil Sierda
Institute for Molecules and Materials, Radboud University, Nijmegen, The Netherlands
Projektowanie materiałów o pożądanych właściwościach fizycznych i chemicznych wymaga dokładnego zrozumienia oddziałujących układów kwantowych. Aby zapewnić przewidywalność, obiecującą drogą jest utworzenie platformy bottom-up, gdzie właściwości elektroniczne oddziałujących atomów można emulować w przestrajalny sposób. W tym wystąpieniu zaprezentuję symulator kwantowy oparty na właściwościach fizycznych ciała stałego i atomach cezu zaadsorbowanych na powierzchni półprzewodnika - antymonku indu. Układ ten charakteryzuje się dwuwymiarowym gazem elektronowym który jest odseparowany od pasm elektronowych podłoża. Poprzez precyzyjne pozycjonowanie atomów cezu za pomocą manipulacji atomowej w skaningowej mikroskopii tunelowej (STM) stworzyliśmy pułapki elektronowe, które naśladują sztuczne atomy. Takie sztuczne atomy charakteryzują się zlokalizowanymi stanami elektronowymi, które są przewidziane na podstawie obliczeń ab initio i potwierdzone za pomocą skaningowej spektroskopii tunelowej (STS). Sztuczne atomy służą jako podstawowe elementy konstrukcyjne sztucznych struktur molekularnych z orbitalami molekularnymi, które są zobrazowane na mapach przestrzennych przewodnictwa tunelowego. Dwa oddziałujące sztuczne atomy tworzą stany wiążące i antywiążące, większa ich ilość skutkuje utworzeniem orbitali molekularnych o różnych symetriach: orbitale oraz π, a zmiana ich ułożenia przestrzennego prowadzi do utworzenia zhybrydyzowanych orbitali (np. sp2). W oparciu o te właściwości oraz różne ułożenie atomów na powierzchni, możliwe jest emulowanie struktury elektronowej znanych planarnych molekuł organicznych, w tym molekuł antyaromatycznych. [1] W innym zakresie, gdzie atomy cezu są znacznie bliżej siebie, symulator kwantowy można również wykorzystać do badania oddziaływań elektron-elektron. Sztuczne atomy złożone z gęściej upakowanych atomów cezu wykazują efekty charakterystyczne dla skorelowanych stanów wieloelektronowych, które można rozszerzyć na bardziej złożone stany kwantowe w oparciu o dowolne dwuwymiarowe sieci krystaliczne.
[1] E. Sierda, et al., Science, 380, 1048-1052 (2023) DOI: 10.1126/science.adf2685
