Orientador: Eduardo Miranda / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-24T19:08:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_RodrigoGoncalves_M.pdf: 1222243 bytes, checksum: 7b2f1589e938d751d23495626bfc6dec (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo:O objetivo deste trabalho é calcular propriedades de transporte de fios quânticos com ordenamento magnético ou forte interação spin-órbita. A motivação é combinar o transporte dependente do spin do elétron com as propriedades únicas dos sistemas unidimensionais, descritos pela classe de universalidade dos líquidos de Luttinger. Aplicamos as técnicas de teoria de resposta linear e grupo de renormalização para calcular a resistência associada a quatro mecanismos. No primeiro problema, construímos uma teoria de ondas de spin para flutuações em torno da configuração estática de uma parede de domínio magnético e analisamos o efeito de espalhamento inelástico por mágnons. A própria anisotropia que fixa a largura da parede é responsável por suprimir o espalhamento inelástico em baixas temperaturas. No segundo, investigamos o papel das interações eletrônicas no espalhamento elástico em paredes de domínio. Mostramos que esse sistema pode ser mapeado no problema de um líquido de Luttinger polarizado com um termo de impureza que inverte o spin do elétron. Em analogia com o problema de Kane-Fisher para uma impureza não magnética, obtemos um diagrama de fase em função dos parâmetros de interação. No terceiro problema, introduzimos um termo de acoplamento mágnon-fônon e analisamos o espalhamento entre elétrons e mágnons mediado por fônons de alta energia. Finalmente, no quarto problema, consideramos o espalhamento por impurezas não magnéticas na presença de interação spin-órbita. Para um escolha especial do nível de Fermi, a resistência produzida pode ser controlada por um campo magnético externo / Abstract:The purpose of this work is to calculate transport properties of quantum wires with magnetic order or strong spin-orbit interaction. The motivation is to combine electron spin-dependent transport with the unique properties of one-dimensional systems, which are described by the universality class of Luttinger liquids. We apply linear response theory and renormalization group techniques to calculate the resistance associated with four mechanisms. In the first problem, we construct a spin wave theory for fluctuations around the static configuration of a magnetic domain wall and analyze the effect of inelastic scattering of magnons. The very anisotropy that fixes the wall width is shown to supress the inelastic scattering at low temperatures. In the second one, we investigate the role played by electronic interactions on the elastic scattering off domain walls. We show that the system can be mapped onto a polarized Luttinger liquid with an impurity term that flips the electron spin. Similarly to the Kane-Fisher problem for nonmagnetic impurities, we obtain a phase diagram as a function of the interaction parameters. In the third problem, we introduce a magnon-phonon coupling term and analyze the scattering between electrons and magnons mediated by high energy phonons. Finally, in the fourth problem, we consider the scattering off nonmagnetic impurities in the presence of spin-orbit interaction. For a special choice of the Fermi level, the resistance produced can be controlled by an external magnetic field / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Eduardo Miranda / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-28T18:59:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SilvaValencia_Jereson_D.pdf: 1070393 bytes, checksum: c57d62318df08c2790edc43ef5200acd (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Neste trabalho estudamos sistemas de elétrons fortemente correlacionados não homogêneos. Uma superrede de líquidos de Luttinger composta por um arranjo periódico de dois líquidos de Luttinger diferentes é considerada e encontramos que suas propriedades são uma mistura das propriedades dos líquidos constituintes dependendo da proporção espacial em que estejam. O peso de Drude é dado pelo produto da velocidade efetiva de carga e o expoente de correlação efetivo de carga, como no caso homogêneo. As leis de escala entre os expoentes nas funções de correlação não são alteradas pela estrutura da superrede. As propriedades de baixa energia de uma superede de Hubbard unidimensional (arranjo periódico de duas cadeias de Hubbard com acoplamentos e/ou "hoppings" diferentes) e uma superrede de spins (arranjo periódico de duas cadeias XXZ de spin -½ com parâmetros de anisotropia diferentes) são descritas em termos de uma superrede de líquidos de Luttinger. Para as superedes de Hubbard encontramos que o estado fundamental apresenta várias fases: metálicas e isolantes, as últimas sem gap (compressíveis). As superredes de spin apresentam platôs na magnetização que dependem da proporção espacial em que estejam as cadeias. O modelo de Wolff é generalizado e estudado via bosonização. Uma análise de grupo de renormalização é feita e, até primeira ordem, três fases são encontradas: condutor de carga e isolante de spin, condutor perfeito e isolante perfeito. Em segunda ordem, linhas de pontos fixos instáveis são encontradas / Abstract: In this work, we study inhomogeneous strongly correlated electron systems. A Luttinger liquid superlattice, modeled by a repeated pattern of two different Luttinger liquids was considered. We find that the effective low-energy description amalgamates features of both types of liquids in proportion to their spatial extent. The Drude peak is given by the product of the effective charge velocity and the effective exponent in the charge-charge correlation function. The scaling laws between the exponents of the correlation functions are maintained, but with effective exponents. The low-energy properties of a one-dimensional Hubbard superlattice (which consists of a periodic arrangement of two long Hubbard chains with different couplings and di.erent hoppings) and spin superlattices (consisting of a repeated pattern of two long spin -½ XXZ chains, with different anisotropy parameters) are described in terms of Luttinger liquid superlattices. One-dimensional Hubbard superlattices exhibit a very rich phase diagram with several different phases: metallic and insulating, the latter with no gap (compressible). Non-trivial plateaux, with magnetization depending of the relative sizes of the chains, were found in spin superlattices. We generalized and studied the Wolff model using bosonization. From a renormalization group calculation we found three phases (in first order of perturbation theory): charge conductor and spin insulator, perfect conductor and perfect insulator. Lines of unstable fixed points were found in second order of perturbation theory / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Molibdatos têm atraído grande atenção devido à existência de compostos com caráter elétrico unidimensional como conseqüência da presença de cadeias contendo ligações de Mo-O ou Mo-Mo em suas estruturas cristalinas. Com o objetivo de estudar molibdatos com esta característica, amostras policristalinas do sistema K-Mo-O foram preparadas pelo método de reação de difusão no estado sólido e caracterizadas por difratometria de raios x, propriedades elétricas e magnéticas. Estes resultados demonstram a existência de uma nova fase neste sistema com estequiometria KxMoO2-&#948;. Medidas da resistência elétrica em função da temperatura deste material mostram comportamento metálico anômalo que está relacionado a um ordenamento antiferromagnético. Foi observado ainda que a anomalia na resistência elétrica em baixas temperaturas (T < TM) comporta-se segundo uma lei de potência com expoente próximo de 0,5, o que sugere que o comportamento elétrico do KxMoO2-&#948; pode ser descrito por um mecanismo de condutividade unidimensional. / Molybdates have attracted great attention due to the existence of compounds which show one-dimensional electrical behavior as consequence of the channel containing Mo-O or Mo-Mo bonds in their crystalline structure. In order to study molybdates exhibiting onedimensional conductivity, polycrystalline samples of the K-Mo-O system were prepared using the solid state diffusion reaction method and characterized by X-ray powder diffractometry, electrical and magnetic properties. These results demonstrate the existence of a new phase in this system with KxMoO2-&#948; stoichiometry. Electrical resistance as a function of temperature measurements for this compound have shown anomalous metallic behavior which is related to an antiferromagnetic ordering. It has been also observed that the anomaly in the electrical resistance at low temperatures (T < TM) is fitted by power law temperature dependence with an exponent near 0.5 which suggests that the electrical behavior of the KxMoO2-&#948; can be well described by the one-dimensional conducting mechanism.

Molibdatos têm atraído grande atenção devido à existência de compostos com caráter elétrico unidimensional como conseqüência da presença de cadeias contendo ligações de Mo-O ou Mo-Mo em suas estruturas cristalinas. Com o objetivo de estudar molibdatos com esta característica, amostras policristalinas do sistema K-Mo-O foram preparadas pelo método de reação de difusão no estado sólido e caracterizadas por difratometria de raios x, propriedades elétricas e magnéticas. Estes resultados demonstram a existência de uma nova fase neste sistema com estequiometria KxMoO2-&#948;. Medidas da resistência elétrica em função da temperatura deste material mostram comportamento metálico anômalo que está relacionado a um ordenamento antiferromagnético. Foi observado ainda que a anomalia na resistência elétrica em baixas temperaturas (T < TM) comporta-se segundo uma lei de potência com expoente próximo de 0,5, o que sugere que o comportamento elétrico do KxMoO2-&#948; pode ser descrito por um mecanismo de condutividade unidimensional. / Molybdates have attracted great attention due to the existence of compounds which show one-dimensional electrical behavior as consequence of the channel containing Mo-O or Mo-Mo bonds in their crystalline structure. In order to study molybdates exhibiting onedimensional conductivity, polycrystalline samples of the K-Mo-O system were prepared using the solid state diffusion reaction method and characterized by X-ray powder diffractometry, electrical and magnetic properties. These results demonstrate the existence of a new phase in this system with KxMoO2-&#948; stoichiometry. Electrical resistance as a function of temperature measurements for this compound have shown anomalous metallic behavior which is related to an antiferromagnetic ordering. It has been also observed that the anomaly in the electrical resistance at low temperatures (T < TM) is fitted by power law temperature dependence with an exponent near 0.5 which suggests that the electrical behavior of the KxMoO2-&#948; can be well described by the one-dimensional conducting mechanism.