The challenges inherent to the research of topological insulators in two dimensions based on HgTe/CdTe quantum wells have spurred the search for alternative platforms to study systems exhibiting the quantum Hall effect of spin. In this context, InAs/GaSb semiconductor quantum wells stand out as an alternative. In this work, we focus on the transport properties in InAs/GaSb quantum well systems in the topological regime. Using an effective Hamiltonian obtained from the kp-formalism, it was possible to develop tight-binding models for different heterostructure configurations (double and triple wells) based on the set of sites in the discretized position space. Using this model, it was possible to calculate the transport properties in different InAs/GaSb nanostructures by numerical calculations with the KWANT package. In the case of double InAs/GaSb wells, we show the topological transition and the formation of edge states by setting the value of a perpendicular electric field. In particular, oscillations occur in the energy gap as a function of the field, indicating an experimentally measurable signature of the formation of topological edge states. Moreover, for symmetric GaSb/InAs/GaSb triple-well systems, our results show the formation of circular current patterns when the Fermi energy is at the threshold between the bulk bands and the Dirac cone. Since the formation of these circular current patterns coincides with pronounced conductivity peaks, this phenomenon can be associated with the Fabry-Pérot effect. In addition to the main work, the formation of excitons in dichalcogenide monolayers of transition metals was also studied, as well as the phenomenon known as \emph{weak localization} in graphene functionalized with the addition of hydrogen atoms, both works resulting from a stay in the group of prof. Jaroslav Fabian at the University of Regensburg.

Os desafios inerentes à pesquisa de isolantes topológicos em duas dimensões baseados em poços quânticos de HgTe/CdTe têm fomentado a busca por plataformas alternativas para se estudar sistemas que apresentem o efeito Hall quântico de spin. Neste contexto, poços quânticos semicondutores de InAs/GaSb se destacam como alternativa. Neste trabalho, focamos nas propriedades de transporte em sistemas de poços quânticos de InAs/GaSb no regime topológico. Utilizando um Hamiltoniano efetivo, obtido a partir do formalismo kp, foi possível desenvolver modelos tight-binding para diferentes heteroestruturas (poços duplos e triplos) usando como base o conjunto dos sítios do espaço de posições discretizado . A partir desse modelo pôde-se calcular propriedades de transporte em nanoestruturas de InAs/GaSb por meio de cálculos numéricos com o pacote KWANT. No caso de poços duplos InAs/GaSb, mostramos a transição topológica e formação de estados de borda ajustando o valor de um campo elétrico perpendicular. Notavelmente, aparecem oscilações no gap de energia em função do campo, indicando uma assinatura da formação de estados de borda topológicos que pode ser medida experimentalmente. Nossos resultados para sistemas de poços triplos simétricos GaSb/InAs/GaSb também mostram a formação de padrões circulares de corrente quando a energia de Fermi é posicionada no limiar entre as bandas do tipo-bulk e o cone de Dirac. Como a formação desses padrões circulares de corrente coincide com picos na condutância, pode-se associar tal fenômeno ao efeito do tipo Fabry-Pérot. Além do trabalho principal, investigou-se também a formação de excitons em monocamadas dicalcogenetos de metais de transição bem como o fenômeno conhecido por localização fraca em grafeno funcionalizado com a adição de átomos de Hidrogênio, ambos os trabalhos resultantes de um período de estadia no grupo do prof. Jaroslav Fabian na Universidade de Regensburg.