[FPU2019] Microscopio de efecto tunel

Este proyecto consiste en un trabajo experimental y teórico estudiando impurezas magnéticas en superconductores. El magnetismo es antagónico de la superconductividad porque tiende a evitar el aparamiento de electrones, necesario para construir el condensado superconductor. Cuando una impureza magnética se pone en contacto con un superconductor, localmente se crean estados de una partícular, porque la impureza tiende a destruir la superconductividad. Utilizando propiedades de muchos cuerpos, se pueden construir conjuntos de impureza que por su topología creen nuevos estados. Estos estados dan lugar a un superconductor topológico que se caracteriza por tener estados en el borde que se comportan como fermiones de Majorana. 
El objetivo de esta tesis es explorar diferentes sistemas con el microscopio de efecto túnel, creando nanostructuras que puedan albergar los fermiones de Majorana. En paralelo el trabajo contará con una parte teórica para modelizar las estructuras y entender la aparición o no de estos fermiones.

La primera fase del trabajo sera la de caracterizar diferentes superconductores con el microscopio de efecto túnel. La idea es utilizar superconductores no elementales, para tener la necesaria complejidad estructural. Esto permite tener más parámetros accesibles para encontrar fases topológicas. Un superconductor muy interesante en estos estudios es la fase beta del Bi2Pd. La segunda parte del proyecto será crear nanostructuras de varias decenas de impurezas magnéticas, por ejemplo átomos de Cr, para crear una estructura electrónica no trivial. Esta fase requiere aprender técnicas de manipulación atómica así como de caracterización de estados en el gap superconductor.
Desde el punto de vista teórico, el estudiante aprenderá técnicas numéricas basadas en el legnuaje de programación python y utilizará los códigos desarrollados en el grupo para resolver las ecuaciones de Bogoliubov de Gennes que representan fidedignamente los estados del gap superconductor. El grupo ha desarrollado métodos ab-initio para tener una buena parametrización del Bi2Pd que pueda ser tratada en ecuaciones de Bogoliubov de Gennes. De esta forma, se pretende explorar los parámetros accesibles experimentalmente tanto para dirigir, como entender el experimento. 

Dada la ambición del proyecto, el trabajo se realizará en colaboración internacional y el estudiante deberá pasar una parte de su periodo de tesis en laboratorios extranjeros.