Investigação de correntes orbitais em heteroestruturas magnéticas
correntes orbitais, efeito orbital Hall, orbitrônica, spintrônica, acoplamento
spin-órbita.
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 orbitais
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 baseados
na textura orbital, no acoplamento spin-órbita (SOC) e nas interações intrínsecas
e extrínsecas que influenciam o transporte orbital. Experimentalmente, utilizam-se técnicas
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 orbitais
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.