Submitted by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-06-04T21:25:20Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO Juan Nicolás Moreno Tarquino.pdf: 3366802 bytes, checksum: 8f77304451b054ca28fcc60e8ca976e4 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-04T21:25:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO Juan Nicolás Moreno Tarquino.pdf: 3366802 bytes, checksum: 8f77304451b054ca28fcc60e8ca976e4 (MD5) Previous issue date: 2016-08-31 / CNPQ / In this thesis we present an approach, similar to random matrix ensembles, in order to study the integrable-chaotic transition in the Heisenberg spin model. We consider three ways to break the integrability: presence on an external field on a single spin, coupling of an external random field with each spin in the chain and next nearest neighbor interaction between spins. We propose a transition described by a power law in the spectral density, i.e. S(k) ∝ 1/kα, where α = 2 for the integrable case and α = 1 for the chaotic case, with 1 < α < 2 for systems in the crossover regime. The transition is also described by the behavior of the "burstiness" B and the Kullback–Leibler divergence DLK(PW−D(s)|Pdata(s)), where PW−D(s) and Pdata(s) are the Wigner-Dyson and the system’s spacing distribution respectively. The B coefficient is associated to a sequence of events in the system. The Kullback–Leibler divergence provides information on how two distributions differ from each other. From analyzing the behavior of these three quantities, we obtain a universal description of integrable-chaotic transition in the spin chains. / Nesta dissertação apresentaremos uma descrição, similar a dos ensembles da teoria de matrizes aleatórias, com o objetivo de estudar transições entre os regimes integrável e caótico em uma cadeia de spins de Heisenberg. Consideramos três formas de quebrar a integrabilidade: interação de um campo externo com um único spin, interação com um campo aleatório em cada spin da cadeia e interação entre segundos vizinhos. Nós propomos uma transição integrável-caótica pode ser descrita por uma lei de potências na densidade espectral S(k), ou seja os sistemas quânticos caóticos apresentam ruído S(k) ∝ 1/kα, onde α = 2 para o caso integrável e α = 1 para o caso caótico, com 1 < α < 2 para sistemas que estão entre os dois regimes. A transição também é descrita pelo comportamento do “burstiness“ B e da divergência de Kullback–Leibler DLK(PW−D(s)|Pdados(s)), onde PW−D(s) é a distribuição de Wigner-Dyson e Pdados(s) é a distribuição de espaçamentos obtida do sistema. O primeiro é associado a séries de eventos de caráter regular e o segundo mede o grau com que diferem as duas distribuições estatísticas. Analisando o comportamenteo desses indicadores, obtivemos uma rota universal para a transição integrável-caótico na cadeia de spins.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-06-27T11:13:15Z No. of bitstreams: 1 leandrodecastroguarnieri.pdf: 14716199 bytes, checksum: d864ab0333d3140dd1b45ea0361a21d8 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-07T20:52:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 leandrodecastroguarnieri.pdf: 14716199 bytes, checksum: d864ab0333d3140dd1b45ea0361a21d8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-07T20:52:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 leandrodecastroguarnieri.pdf: 14716199 bytes, checksum: d864ab0333d3140dd1b45ea0361a21d8 (MD5) Previous issue date: 2011-08-19 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta tese, é feito um estudo teórico sobre as propriedades de transporte de elétrons e de emissão de um feixe coerente de fônons com frequências na faixa de terahetz, conhecido como saser, a partir de um dispositivo semicondutor de dimensões nano-métricas, formado por uma heteroestrutura de dupla barreira (HDB) e controlado por um potencial externo. O sistema é descrito por um hamiltoniano na aproximação de tight-binding no qual são incluídos as contribuições dos elétrons, dos fônons e das interações elétron-fônon e elétron-elétron. Para o estudo das propriedades de transporte eletrônico, utilizou-se do formalismo de Keldysh que considera, de forma direta, as interações de muitos corpos com a finalidade de reduzir uma corrente de elétrons fora do equilíbrio a uma que depende das funções Green retardadas que estão em equilíbrio termodinâmico a uma dada temperatura. Um procedimento conhecido como dizimação é empregado repetidamente ao longo deste trabalho para a obtenção das funções de Green retardadas. Para o estudo das propriedades de emissão dos fônons TA, são utilizadas as soluções das equações cinéticas que governam as populações dos elétrons nos dois primeiros níveis ressonantes e dos fônons dentro do poço. O perfil de energia potencial e a distribuição de cargas são calculados auto-consistentemente através de um sistema de equações no qual se inclui a equação de Poisson. Verificaram-se nos resultados as conhecidas regiões de instabilidade no início da emissão dos fônons LO e de biestabilidade no final do segundo pico da corrente. Uma análise sobre o comportamento destas regiões é feita através de mudanças nos parâmetros da HDB. A influência da temperatura sobre o saser também é estudada. A baixa temperatura, os resultados encontrados aqui coincidem com aqueles existentes na literatura. / In this thesis, we study theoretically the transport properties of electrons and emission of a coherent beam of TA phonons with terahetz frequencies, known as saser, from a semiconductor device of nanometric dimensions formed by a double barrier heterostructure and controlled by an external potential. The system is described by a Hamiltonian in the 'tight-binding' approximation in which the electrons, the phonons, the electron-phonon and the electron-electron interactions contributions are included. To study the electronic transport properties we use the Keldysh formalism, which directly considers the many body's interactions, to reduce the flow of electrons out of equilibrium to one that depends on the retarded Green functions that are in the thermodynamic equilibrium at a given temperature. A procedure known as decimation is used repeatedly throughout this work to find such retarded Green functions. To study the emission properties of the TA phonons, we solve the kinetic equations that govern the populations of electrons in the first two resonant levels and the phonons in the well. The potential profile and the charge distribution energy are calculated self-consistently, through a system of equations which includes the Poisson equation. We verify in our results the well known regions of instability at the beginning LO phonon emission and bistability at the end of the second peak current. We analyze the behavior of these regions through the change in the barriers thickness of the HDB. A study of the influence of temperature on saser is carried out in this work. At low temperatures, our results coincide with those in the literature.

We investigate quantum resonant transport in two different systems: (i) a ferromagnetic Scanning Tunneling Microscope (STM) tip coupled to an adatom (interacting) on a host surface (metallic or semiconductor), and (ii) a quantum dot connected to source and drain leads and side-coupled to a superconducting nanowire sustaining Majorana zero modes (Kitaev chain). Both problems are studied within the Green&rsquo;s functions approach, which allows us to determine the transport properties of the system. In the first setup, due to the ferromagnetic and nonmagnetic &lsquo;natures&rsquo; of the tip and host, respectively, it is possible to obtain the spin-diode effect, which occurs only in the singly occupied regime. In addition, because of the presence of the adsorbed atom on the surface, Friedel oscillations are observed in the current. The second system differs from the first mainly because it is spinless and there is no Coloumb interaction. Interestingly, we find that the Majorana mode of the wire leaks into the dot thus giving rise to a Majorana (zero mode) resonance in the dot, pinned to the Fermi level of the leads. Surprisingly, this resonance occurs even when the gate-controlled dot level is far above or far below the Fermi level of the leads. We study three possible experimental scenarios to probe unambigoulsy this Majorana mode in wires via these leaked/pinned modes. / Nesta tese investigamos transporte quântico ressonante em dois sistemas diferentes: (i) uma ponta STM ferromagnética acoplada a um átomo (interagente) adsorvido em uma superfície metálica ou semicondutora, e (ii) um ponto quântico conectado a reservatórios de elétrons e lateralmente acoplado a um nanofio supercondutor que possui modos de Majorana (cadeia Kitaev). Ambos os problemas são estudados no contexto de funções de Green, o que nos permite determinar as propriedades de transporte do sistema. Na primeira configuração, devido à natureza ferromagnética e não magnética da ponta STM e da superfície e, respectivamente, é possível obter o efeito diodo de spin, que ocorre apenas no regime em que o adátomo está ocupado com um único elétron. Além disso, por causa da presença do átomo adsorvido sobre a superfície, oscilções de Friedel são observadas na corrente. O segundo sistema é diferente do primeiro, principalmente pela ausência da interação de Coloumb e pelo fato de não ter spin. Curiosamente, vemos que o modo de Majorana do fio vai para o ponto quântico dando origem assim a um modo com energia zero no ponto quântico localizado sempre no nível de Fermi dos contatos. Surpreendentemente, essa ressonância ocorre mesmo quando o nível do ponto quântico, controlado por uma tensão externa, está muito acima ou muito abaixo do nível de Fermi dos contatos. Propomos três possíveis cenários experimentais para identificar de maneira conclusiva este modo de Majorana em fios através do modo que aparece no ponto quântico.

Orientador: Guillermo Gerardo Cabrera Oyarzun / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-24T18:53:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CorreaJunior_Clovis_M.pdf: 2475896 bytes, checksum: c134096367f5dc832f4c32ec8a9e224b (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Nesta dissertação de mestrado são descritas as características fundamentais dos condutores mesoscópicos, e as origens e propriedades das várias fontes de ruído em condutores. Primeiramente, descrevemos o ruído com distintos métodos e enfatizamos as propriedades de cada tipo de ruído. Em seguida, apresentamos a abordagem da matriz de espalhamento para condutores com coerência de fase, a qual permite-nos tratar as propriedades de transporte de forma unificada. Estudamos um modelo proposto para descrever as propriedades de transporte de nanofios e nanocontatos dos metais magnéticos de transição. É assumido que os orbitais de condução são do tipo s, o que permite a existência de dois canais de condução devido ao spin. Da mesma forma, consideramos os orbitais d como fontes de momentos de dipolos magnéticos locais. O modelo é aplicado ao caso de nanocontatos constituídos de dois átomos, os quais estão acoplados a dois eletrodos magnéticos. Usando um pequeno campo externo, é possível controlar os estados de polarização dos eletrodos: paralelamente e anti-paralelamente. Nesse nanocontato, são estudados as propriedades do coe½ciente de transmissão, da condutância, do ruído shot quântico, do fator de Fano e da magnetoresistência / Abstract: This dissertation describes the fundamental caracteristics of mesoscopic conductors, and the origins and properties of the sources of noise in conductors. Firstly, we describe the noise through different methods and emphasize the properties of each kind of noise. In the following, we present the scattering approach for coherent phase conductors, which allows us to get the transport properties from a unified picture. It is studied a particular model to describe the transport properties of magnetic transsition metal nanowires and nanocontacts. It is assumed that conduction orbitals are s-like, with the occurrence of only two conductions channel due to spin. In turn, d-like orbitals are sources of local magnetic moments. The model is applied to a simple nanocontact built of two atoms, which are coupled to two magnetic electrodes. Using small external fields, one can handle the polarization state of the electrods: in parallel or antiparallel alignment. From that nanocontact, we investigate the properties of the transmission coe°cient, the conductance, the quantum shot noise, the Fano factor and the magnetoresistance / Mestrado / Física da Matéria Condensada / Mestre em Física

Submitted by Vasti Diniz (vastijpa@hotmail.com) on 2017-09-11T14:46:48Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1205344 bytes, checksum: c7bac6a18f4623c77e994970333f09be (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-11T14:46:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1205344 bytes, checksum: c7bac6a18f4623c77e994970333f09be (MD5) Previous issue date: 2017-02-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The transport of electrons through nanostructures is an important achievement of quantum mechanics. In this dissertation, quantum transport will be explored through the statistic formalism of random scattering matrices, wich will be thoroughly explored in its own chapter. This formalism will then be adequated to be used in computer simulation to achieve some interesting results. We will study Landauer’s formulation for the conductance at low temperatures adapted to scattering matrices. Through this formulation, we will obtain conductance curves, autocorrelation curves, and finally we will analyze the width of the autocorrelation curves for different resonances. We will also study a specific process of generation of entanglement of formation, as defined byWooters, following a model created by Beenakker. Following the same methodology used for the conductance, we will use the scattering matrices formalism to obtain autocorrelation curves for entanglement and conductance. Exclusively for entanglement and concurrence, some new results will be presented through graphs and histograms of probability of entanglement and concurrence for some energies of interest. The results for both the conductance and the entanglement will be obtained through similar systems, consisting of an open quantum dot with two leads and four channels, studied according to the necessity of each formulation. / Uma realizac¸ ˜ao importante da mecˆanica quˆantica ´e o transporte de el´etrons atrav´es de nanoestruturas. Neste trabalho o transporte quˆantico ser´a explorado atrav´es do formalismo estat´ıstico de matrizes de espalhamento aleat´orias, que, por sua vez, ser´a detalhadamente explorado. Este formalismo ser´a ent˜ao adequado a algumas formulac¸ ˜oes para a obtenc¸ ˜ao de resultados de interesse atrav´es de simulac¸ ˜ao computacional. Ser´a estudada a formulac¸ ˜ao de Landauer para a condutˆancia `a baixas temperaturas adaptada para matrizes de espalhamento. Atrav´es desta formulac¸ ˜ao, ser˜ao obtidas curvas de condutˆancia, curvas de autocorrelac¸ ˜ao da condutˆancia e, por fim, ser´a feita uma an´alise da largura das curvas de autocorrelac¸ ˜ao para diferentes resson ˆancias. Ser´a estudado tamb´em um processo espec´ıfico de criac¸ ˜ao de emaranhamento de formac¸ ˜ao definido por Wooters, seguindo um modelo criado por Beenakker. Igualmente, ser´a utilizado o formalismo de matrizes de espalhamento para obtenc¸ ˜ao de curvas de autocorrelac¸ ˜ao do emaranhamento e da concorrˆencia. No caso do emaranhamento e da concorrˆencia ser˜ao apresentados alguns resultados in´editos atrav´es de gr´aficos e histogramas de probabilidade de emaranhamento e concorrˆencia para energias de interesse. Os resultados ser˜ao obtidos atrav´es de sistemas similares, tratando de um ponto quˆantico aberto com dois guias e quatro canais, estudados de acordo com a necessidade de cada formulac¸ ˜ao.

We investigate quantum resonant transport in two different systems: (i) a ferromagnetic Scanning Tunneling Microscope (STM) tip coupled to an adatom (interacting) on a host surface (metallic or semiconductor), and (ii) a quantum dot connected to source and drain leads and side-coupled to a superconducting nanowire sustaining Majorana zero modes (Kitaev chain). Both problems are studied within the Green&rsquo;s functions approach, which allows us to determine the transport properties of the system. In the first setup, due to the ferromagnetic and nonmagnetic &lsquo;natures&rsquo; of the tip and host, respectively, it is possible to obtain the spin-diode effect, which occurs only in the singly occupied regime. In addition, because of the presence of the adsorbed atom on the surface, Friedel oscillations are observed in the current. The second system differs from the first mainly because it is spinless and there is no Coloumb interaction. Interestingly, we find that the Majorana mode of the wire leaks into the dot thus giving rise to a Majorana (zero mode) resonance in the dot, pinned to the Fermi level of the leads. Surprisingly, this resonance occurs even when the gate-controlled dot level is far above or far below the Fermi level of the leads. We study three possible experimental scenarios to probe unambigoulsy this Majorana mode in wires via these leaked/pinned modes. / Nesta tese investigamos transporte quântico ressonante em dois sistemas diferentes: (i) uma ponta STM ferromagnética acoplada a um átomo (interagente) adsorvido em uma superfície metálica ou semicondutora, e (ii) um ponto quântico conectado a reservatórios de elétrons e lateralmente acoplado a um nanofio supercondutor que possui modos de Majorana (cadeia Kitaev). Ambos os problemas são estudados no contexto de funções de Green, o que nos permite determinar as propriedades de transporte do sistema. Na primeira configuração, devido à natureza ferromagnética e não magnética da ponta STM e da superfície e, respectivamente, é possível obter o efeito diodo de spin, que ocorre apenas no regime em que o adátomo está ocupado com um único elétron. Além disso, por causa da presença do átomo adsorvido sobre a superfície, oscilções de Friedel são observadas na corrente. O segundo sistema é diferente do primeiro, principalmente pela ausência da interação de Coloumb e pelo fato de não ter spin. Curiosamente, vemos que o modo de Majorana do fio vai para o ponto quântico dando origem assim a um modo com energia zero no ponto quântico localizado sempre no nível de Fermi dos contatos. Surpreendentemente, essa ressonância ocorre mesmo quando o nível do ponto quântico, controlado por uma tensão externa, está muito acima ou muito abaixo do nível de Fermi dos contatos. Propomos três possíveis cenários experimentais para identificar de maneira conclusiva este modo de Majorana em fios através do modo que aparece no ponto quântico.

Neste trabalho apresentamos uma análise de possíveis processos de tunelamento em sistemas unidimensionais através do estudo do potencial de barreira dupla com região intermediária confinante, conseguimos verificar a existência de um processo de tunelamento que ocorre através da ocupação virtual da região intermediária. Uma modelagem deste fenômeno é proposta baseando-se em uma teoria perturbativa realizada em termos de estados \"quase-localizados\" da partícula. Além da descrição qualitativa do fenômeno, determinamos as condições físicas para que este processo de tunelamento, também chamado de cotunelamento ou tunelamento de ordem superior, ocorra. Como resultado, recuperamos com boa aproximação o coeficiente de transmissão exato do sistema escolhido. Por fim, um outro resultado obtido durante o desenvolvimento deste trabalho foi uma prova conclusiva da convergência do método de diferenças finitas FDTD aplicada à equação de Schrödinger. Esta prova, diferente das demais encontradas na literatura, conseguiu demonstrar de maneira conclusiva a inclusão do limite superior para o passo temporal, de maneira a assegurar a convergência das soluções numéricas, algo até então testado numericamente, mas sem uma prova rigorosa da sua validade. / In this work, we present a study about tunnelling processes occurring in one-dimensional systems. Choosing a double well potential with a confining region as a case study, we verified that there is a tunnelling process which is due to virtual occupation of the confining region. Using perturbative theory of quasi-localized states to describe the particles dynamics, we provide a qualitative description of the phenomenon of tunnelling through virtual occupation, and we are capable of determining the conditions for which such a tunneling (also known as cotunnelling or high-order tunneling) should be present. With this analysis we could calculate with good approximation the particle transmission coefficient through the barrier. Finally, we also provide a rigorous proof of the convergence conditions for the numerical calculation of the Schrödinger equation using the finite difference method.

O iminente fim da \"era do Silício\" tem motivado a busca de novas tecnologias para utilização na indústria eletrônica. Dentre estas tecnologias, a eletrônica molecular explora o uso moléculas como elementos funcionais em dispositivos eletrônicos. Nesta Tese, realizamos cálculos de primeiros princípios baseados na teoria do funcional da densidade (DFT) para determinar as propriedades eletrônicas, estruturais e de transporte em sistemas com aplicação em eletrônica molecular. Para o benzeno-1,4-ditiol (BDT), considerado um sistema protótipo dentro da eletrônica molecular, correlacionamos a adsorção, em uma superfície de Au, com as propriedades de transporte. Na sequência, analisamos evolução estrutural e o efeito de átomos de Au adsorvidos na superfície de Au na transmitância do BDT entre eletrodos de Au. A importância da correção de auto-interação (SIC), nos cálculos de transporte da junção molecular (Au/BDT/Au), também foi discutida. Em seguida, determinamos as propriedades eletrônicas e estruturais da molécula y[(tpy SH)2]x, onde y representa os metais de transição Co, Fe e Ni e; x está associado aos estados de carga 0, +, 2+ e 3+. Verificamos que os metais de transição ficam em uma configuração de baixo spin e, dependendo do estado de carga do metal de transição uma distorção Jahn-Teller leva a uma redução na simetria local de D2d para C2v. Por fim, devido à possibilidade de aplicação em spintrônica, discutimos o efeito de uma impureza de Cobalto na evolução estrutural e transmitância de um nanofio de Au. / The possible end of the road for Silicon has motivated academic researchers and research laboratories to search for new technologies to be applied in the electronic industry. The molecular electronics, which studies the possibility of using molecules as active elements in a new generation of electronic devices, is among these new technologies. In this Thesis, we performed first principles calculations within the density functional theory (DFT) framework to determine the structural, electronic and transport properties of systems with strong application on molecular electronics. We analised the benzene-1,4-dithiol (BDT). For this prototypical system we coupled its adsorption on an Au(111) surface with its transport properties. After this, we investigated its structural evolution between gold leads and the effects of adsorded gold atoms on the Au(111) surface in the trasmitance. The effect of the self-interaction correction (SIC) in the transport calculations of the molecular junction (Au/BDT/Au) was discussed as well. Moreover, we determined the electronic and the structural properties of the molecule y[(tpySH)2]x, where y stands for the transition metals Co, Fe and Ni and; x is associated with the charge states 0, +, 2+ e 3+. We verified that the transition metals are more stable at the low spin configuration. Depending on the charge state a Jahn-Teller distortion leads to a local symmetry reduction: D2d to C2v. Finally, with a spintronic application in mind, we analised the effect of a Cobalt impurity on the structural evolution and transmitance of a gold nanowire.

Orientador: Guillermo Gerardo Cabrera Oyarzun / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-24T19:09:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Siqueira_EzequielCosta_D.pdf: 16155551 bytes, checksum: 43337169b3f9ac0ffbe444e3859ff790 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Neste trabalho é estudado o transporte quântico em nanoestruturas híbridas compostas por pontos quânticos (PQ) duplos acoplados a eletrodos supercondutores (S) e ferromagnéticos (F). A primeira nanoestrutura, denotada por F - PQa - PQb - S consiste em dois PQs em série acoplados a um eletrodo ferromagnético e outro supercondutor. O segundo sistema, denotado por (F1, F2) - PQa - PQb - S consiste em dois PQs em série acoplados a dois eletrodos ferromagnéticos e um supercondutor. Através do método de funções de Green de não equilíbrio foram obtidas expressões para a corrente elétrica, condutância diferencial, densidade local de estados (LDOS) e a transmitância para energias inferiores ao gap supercondutor. Neste regime, o mecanismo de transmissão de carga é a reflexão de Andreev, a qual permite controlar a corrente através da polarização do ferromagneto. A presença de interações nos PQs é considerada usando um tratamento de campo médio. Para o sistema F - PQa - PQb - S, as interações tendem a localizar os elétrons nos PQs levando a um padrão assimétrico da LDOS reduzindo a transmissão através da nanoestrutura. Em particular, a interação intra PQ levanta a degenerescência de spin reduzindo o valor máximo da corrente devido ao desequilíbrio nas populações de spin up e spin down. Regiões de condutância diferencial negativa (CDN) aparecem em determinados valores do potencial aplicado, como resultado da competição entre o espalhamento Andreev e as correlações eletrônicas. Aplicando-se um potencial de gate nos pontos quânticos é possível sintonizar o efeito mudando a região onde este fenômeno ocorre. Para o sistema (F1, F2) - PQa - PQb - S observou-se que o sinal da magnetoresistência pode mudar de positivo para negativo mudando-se o sinal do potencial aplicado. Além disso é possível controlar a corrente no primeiro eletrodo mudando-se o valor do potencial no segundo ferromagneto. Este tipo de controle pode ser interessante do ponto de vista de aplicações desde que é um comportamento similar a um transistor. Na presença de interações nos PQs, observou-se novamente regiões de CDN para determinados valores do potencial aplicado mesmo para quando os ferromagnetos estão completamente polarizados. Desta forma, a interação entre supercondutividade e correlações eletrônicas permitiu observar fenômenos originais mostrando que este sistemas podem ser utilizados em aplicações tecnológicas futuras / Abstract: In this work we studied the quantum transport in two hybrid nanostructures composed of double quantum dots (DQD)s coupled to superconductor (S) and ferromagnetic (F) leads. The first nanostructure, denoted by F - QDa - QDb - S, is composed of a ferromagnet, two quantum dots, and a superconductor connected in series. In the second nanostructure, denoted by ( F1, F2) - QDa - Q Db - S, a second ferromagnetic lead is added and coupled to the first QD. By using the non-equilibrium Green's function approach, we have calculated the electric current, the differential conductance and the transmittance for energies within the superconductor gap. In this regime, the mechanism of charge transmission is the Andreev re°ection, which allows for a control of the current through the ferromagnet polarization. We have also included interdot and intradot interactions, and have analyzed their influence through a mean field approximation. For the F - QDa - QDb - S system the presence of interactions tend to localize the electrons at the double-dot system, leading to an asymmetric pattern for the density of states at the dots, and thus reducing the transmission probability through the device. In particular, for non-zero polarization, the intradot interaction splits the spin degeneracy, reducing the maximum value of the current due to different spin-up and spin-down densities of states. Negative differential conductance (NDC) appears for some regions of the voltage bias, as a result of the interplay of the Andreev scattering with electronic correlations. By applying a gate voltage at the dots, one can tune the effect, changing the voltage region where this novel phenomenon appears. In the (F1, F2) - QDa - QDb - S, we have found that the signal of the magnetoresistance can be changed through the external potential applied in the ferromagnets. In addition, it is possible to control the current of the first ferromagnet (F1) through the potential applied in the second one (F2). This transistor-like behavior can be useful in technological applications. In the presence of interaction at the dots it was observed the NDC effect even when the electrodes were fully polarized. The results presented in this thesis show that the interplay between the superconductor correlation and electronic interactions can give rise to original effects which can be used in future technological applications / Doutorado / Física da Matéria Condensada / Doutor em Ciências

Neste trabalho apresentamos uma análise de possíveis processos de tunelamento em sistemas unidimensionais através do estudo do potencial de barreira dupla com região intermediária confinante, conseguimos verificar a existência de um processo de tunelamento que ocorre através da ocupação virtual da região intermediária. Uma modelagem deste fenômeno é proposta baseando-se em uma teoria perturbativa realizada em termos de estados \"quase-localizados\" da partícula. Além da descrição qualitativa do fenômeno, determinamos as condições físicas para que este processo de tunelamento, também chamado de cotunelamento ou tunelamento de ordem superior, ocorra. Como resultado, recuperamos com boa aproximação o coeficiente de transmissão exato do sistema escolhido. Por fim, um outro resultado obtido durante o desenvolvimento deste trabalho foi uma prova conclusiva da convergência do método de diferenças finitas FDTD aplicada à equação de Schrödinger. Esta prova, diferente das demais encontradas na literatura, conseguiu demonstrar de maneira conclusiva a inclusão do limite superior para o passo temporal, de maneira a assegurar a convergência das soluções numéricas, algo até então testado numericamente, mas sem uma prova rigorosa da sua validade. / In this work, we present a study about tunnelling processes occurring in one-dimensional systems. Choosing a double well potential with a confining region as a case study, we verified that there is a tunnelling process which is due to virtual occupation of the confining region. Using perturbative theory of quasi-localized states to describe the particles dynamics, we provide a qualitative description of the phenomenon of tunnelling through virtual occupation, and we are capable of determining the conditions for which such a tunneling (also known as cotunnelling or high-order tunneling) should be present. With this analysis we could calculate with good approximation the particle transmission coefficient through the barrier. Finally, we also provide a rigorous proof of the convergence conditions for the numerical calculation of the Schrödinger equation using the finite difference method.