Majorana Zero Modes in Graphene

A clear demonstration of topological superconductivity (TS) and Majorana zero modes remains one of the major pending goals in the field of topological materials. One common strategy to generate TS is through the coupling of an s-wave superconductor to a helical half-metallic system. Numerous proposals for the latter have been put forward in the literature, most of them based on semiconductors or topological insulators with strong spin-orbit coupling. Here, we demonstrate an alternative approach for the creation of TS in graphene-superconductor junctions without the need for spin-orbit coupling. Our prediction stems from the helicity of graphene’s zero-Landau-level edge states in the presence of interactions and from the possibility, experimentally demonstrated, of tuning their magnetic properties with in-plane magnetic fields. We show how canted antiferromagnetic ordering in the graphene bulk close to neutrality induces TS along the junction and gives rise to isolated, topologically protected Majorana bound states at either end. We also discuss possible strategies to detect their presence in graphene Josephson junctions through Fraunhofer pattern anomalies and Andreev spectroscopy. The latter, in particular, exhibits strong unambiguous signatures of the presence of the Majorana states in the form of universal zero-bias anomalies. Remarkable progress has recently been reported in the fabrication of the proposed type of junctions, which offers a promising outlook for Majorana physics in graphene systems.

“NET ZERO BUILDINGS” – APLICAÇÃO DO CONCEITO A UM EDIFÍCIO EXISTENTE

Os edifícios de balanço energético nulo (NZEB - Net-Zero Energy Building) e/ou quase nulo (nZEB), têm vindo a ganhar crescente atenção desde a publicação da diretiva europeia 2010/31/EU [15]. Em Portugal, com a introdução do Decreto-Lei n.º118/2013, dá o primeiro passo para os edifícios com necessidades quase nulas de energia. Os novos edifícios licenciados após 31 dezembro de 2020, ou após 31 de dezembro de 2018 no caso de edifícios públicos, serão edifícios com necessidades quase nulas de energia. O objetivo do trabalho descrito neste artigo consiste na aplicação do conceito ”Net Zero Energy Building”, ao edifício existente do Instituto Superior Politécnico Gaya (ISPGaya), em Vila Nova de Gaia, com o intuito de analisar a viabilidade de otimização de energia e a metodologia deste conceito ao edifício, com recurso a ferramentas de simulação. Neste trabalho efetuámos uma simulação energética do edifício, através do DesignBuilder®, que servirá como termo de comparação para outras simulações. Serão delineadas as especificações a implementar no edifício por forma a ser considerado Net Zero Energy Building, com alterações na simulação do mesmo de acordo com as novas especificações. Por último, será feita a comparação técnica, financeira e ambiental da solução NZEB encontrada. Através das várias simulações energéticas ao edifício, conclui-se que é possível baixar as necessidades energéticas do edifício através de medidas de eficiência energética, em especial na iluminação e que os resultados obtidos, apesar de ser viável a implementação do conceito Net Zero Energy Building, traduzem um esforço financeiro e algumas condicionantes para a sua concretização.