Física mesoscópica

Uma representação de campos e partículas, quântica e clássica.

Em física da matéria condensada, a física mesoscópica descreve fenômenos que ocorrem em uma escala de tamanhos intermediária entre o macroscópico e o microscópico. Esta região intermediaria permite interpolar entre o regime atômico-molecular e o limite macroscópico, dominado este último pelas propriedades de volume, que são objetos usuais de estudo em física da matéria condensada.

Na escala de nanometros e dezenas de nanometros, os elétrons podem propagar-se sem sofrer espalhamento inelástico (regime balístico^{[nt 1]}) e a fase da função de onda pode manter sua coerência em escala da ordem do tamanho do sistema, dando lugar aos típicos fenômenos de interferência quântica.^[2] Na física mesoscópica a característica ondulatória dos elétrons é mais evidente do que na física clássica e o processo de condução dos elétrons é melhor representado pela função de onda que os descreve. Exemplos da aplicação de sistemas mesoscópicos, os sistemas quânticos que têm dimensões maiores que a escala atômica e dimensões menores a objetos macroscópicos,^[3] são os antidots, fios e anéis quânticos^[4] e os pontos quânticos que são cavidades abertas por onde os elétrons são limitados a fluirem ^[5]

Os efeitos coerentes mais importantes em física mesoscópica são a localização fraca^[6]e flutuação universal da condutância.^[7][8][9] A presença destes efeitos é devido à coerência de fase dos elétrons que é mantida durante o processo de transporte de cargas. A perda da coerência de fase ou decoerência leva ao desaparecimento desses efeitos^[1][10]

Notas

1. Inicialmente o foco da física mesóscopica era o regime difusivo, no qual o movimento dos elétrons consiste em colisões aleatórias entre as impurezas. A partir do avanço tecnológico, o regime balístico passou a ser o alvo de pesquisa, sendo neste o movimento aleatório dos elétrons determinado pelas condições de contorno da amostra^[1]

Referências

1. Método Diagramático Aplicado ao Bilhar de Dirac Caótico Arquivado em 17 de fevereiro de 2017, no Wayback Machine. por Marília Santos Melo de Barros, publicado pela Universidade Federal Rural de Pernambuco (2014)
2. Tunelamento e transporte quântico em sistemas mesoscópicos : fundamentos e aplicações por César Augusto Dartora - Código: vtls000347839, publicado pelo Instituto de Fisica Gleb Wataghin da Universidade Estadual de Campinas (2005)
3. NETTO, A. L. D. S. Dinâmica Quântica em Espaços Curvos:aplicações em Matéria Condensada. 2006. 63 Dissertação de Mestrado Universidade Federal da Paraiba
4. Efeito da Distorção e de Defeitos Topológicos nos níveis de Energia de Anéis Quânticos por Jorge M. Silva Santos, publicado pela Universidade Federal do Vale do São Francisco (2015)
5. TRANSPORTE QUÂNTICO DECOERENTE EM SISTEMAS MESOSCÓPICOS Arquivado em 17 de fevereiro de 2017, no Wayback Machine. por Elenilda Josefa de Oliveira e Francisco Assis Gois de Almeida, publicado pela Universidade Federal de Sergipe (2015)
6. Altshuler, B. L.; D. Khmel'nitzkii; A. I. Larkin; P. A. Lee (1980). «Magnetoresistance and Hall effect in a disordered two-dimensional electron gas». Phys. Rev. B. 22. 5142 páginas. Bibcode:1980PhRvB..22.5142A. doi:10.1103/PhysRevB.22.5142 
7. R. Saito, G. Dresselhaus and M. S. Dresselhaus, Physical Properties of Carbon Nanotubes, Imperial College Press (1998)
8. Lee, P.; Stone, A. (1985). «Universal Conductance Fluctuations in Metals». Physical Review Letters. 55 (15): 1622–1625. Bibcode:1985PhRvL..55.1622L. PMID 10031872. doi:10.1103/PhysRevLett.55.1622 
9. Altshuler, B. L. (1985), Pis'ma Zh. Eksp. Teor. Fiz. 41: 530 [JETP Lett. 41: 648] - Fluctuations in the extrinsic conductivity of disordered conductors, Al'tshuler B. L., VOLUME 41, NÚMERO 12, PÁGINA 648, JETP Letters
10. Física mesoscópica de elétrons e fótons por Felipe A. Pinheiro, publicado pelo Instituto de Física Universidade Federal do Rio de Janeiro (2013)

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