Investigação de correntes orbitais em heteroestruturas magnéticas

Abstract

Esta tese investiga a Física das correntes orbitais, com foco no efeito orbital Hall (OHE) e suas variantes anômalas (AOHE) e inversas, além do efeito orbital Rashba (ORE) e suas

contrapartes spintrônicas. O objetivo central é compreender como as propriedades orbi- tais dos elétrons podem ser manipuladas e medidas em diferentes materiais, abordando

desafios teóricos e experimentais para avançar na orbitrônica, um campo emergente que complementa a spintrônica ao explorar o momento angular orbital (OAM). A pesquisa

adota uma abordagem teórico-experimental que inclui o desenvolvimento de modelos ba- seados na textura orbital, no acoplamento spin-órbita (SOC) e nas interações intrínsecas

e extrínsecas que influenciam o transporte orbital. Experimentalmente, utilizam-se técni- cas avançadas de fabricação e caracterização de materiais, como deposição por sputtering,

epitaxia de fase líquida (LPE), ressonância ferromagnética (FMR), efeito spin Seebeck

longitudinal (LSSE) e difração de raios X. Os resultados mostram que as correntes orbi- tais podem ser geradas e moduladas em materiais metálicos leves como titânio, rutênio,

e semicondutores como o germânio, além de heteroestruturas com óxidos de cobre, onde efeitos de interface desempenham papéis cruciais. Estratégias experimentais inovadoras permitiram separar as contribuições orbitais das de spin, utilizando as condutividades orbital e de spin dos materiais. Os experimentos também confirmaram que interações de interface, como o efeito orbital Rashba inverso (IORE), amplificam os sinais orbitais em sistemas específicos, aumentando a eficiência de conversão orbital-carga. Conclui-se que a exploração do OAM amplia as fronteiras do transporte eletrônico, oferecendo novas perspectivas para o entendimento de fenômenos fundamentais e o avanço de aplicações em materiais leves e heteroestruturas magnéticas.