[pt] Nesta tese investigamos os efeitos das interações elétron- elétron nas propriedades de transporte nanosistemas. Em particular, estudamos sistemas constituídos por dois pontos quânticos conectados a dois contatos, em diferentes topologias. O principal interesse é estudar os efeitos do regime Kondo e da fase eletrônica na condutância. Na configuração onde os dois pontos são inseridos em cada braço de um anel atravessado por um fluxo magnético, denotada por PPL, calculamos as fases das correntes que circulam através de cada braço do anel. Estas fases são determinadas pelo efeito Aharonov-Bohm combinado com a inflência da interação de muitos corpos das cargas nos pontos. Este sistema apresenta ressonância Kondo para um número par de elétrons em concordância com os resultados experimentais1. Outro aspecto interessante da configuração PPL é que, mesmo na ausência de fluxo magnético, pode existir circulação de corrente no anel, dependendo dos parâmetros escolhidos. Consideramos outras duas topologias que envolvem dois pontos quânticos acoplados através de interação de tunelamento. Em uma delas, denotada PAL, os dois pontos estão alinhados com os contatos, e na outra, a configuração PPD, um ponto está inserido nos contatos entanto que o outro interage só com o primeiro. No limite de acoplamento fraco, estas duas configurações apresentam características bem distintas, no só na dependência da condutância com o potencial de porta mas também na correlação de spin dos pontos quânticos. Ambas configurações apresentam ressonância Kondo para um número par de elétrons de diferente natureza. Quando cada ponto está carregado com um elétron, no caso da configuração PAL, os spins dos pontos quânticos estão descorrelacionados enquanto que, na configuração PPD, os spins estão correlacionados ferromagneticamente. No limite do acoplamento forte as propriedades de transporte das dois configurações são similares. Os sistemas discutidos acima são representados por o Hamiltoniano de Anderson de duas impurezas acopladas, o qual é resolvido diagonalizando exatamente um aglomerado que é embebido no resto do sistema. Desta forma obtemos as propriedades de transporte a T = 0. Para estudar a dependência com a temperatura utilizamos o método da equação de movimento (EOM) no limite da repulsão Coulombiana infinita. Aplicamos este método ao caso da topologia PPD, obteniendo resultados para baixas temperaturas consistente com os obtidos com o método do aglomerado. / [en] In this thesis we investigate the effects of the eletron- eletron interaction on the transport properties of nanosystems. In particular, we study systems constituted by two quantum dots conected to leads, in different topologies. Our main interest is to study the effects of the Kondo regime and the electronic phase on the conductance. In the configuration where the two dots are inserted in each arm of a ring threaded by a magnetic flux, denoted by PPL, we calculate the phases of the currents going along each arm of the ring. These phases are determined by the Aharonov-Bohm effect combined with the dots many body charging effects. This system presents the Kondo phenomenon for an even number (two) of electrons in the dots, in agreement with experimental results1. An interesting aspect of PPL configuration is that, even in the absence of magnetic flux there can be a circulating current around the ring, depending on the system parameters. In the two other topologies we consider the two quantum dots coupled through tunneling interaction. In one of them, denoted by PAL, the two dots are aligned with the leads, and in the other, the PPD configuration, one dot is inserted into the leads while the other interacts only with the first. In the weak coupling limit these two configurations present quite different features, not only on the dependence of the conductance on the gate potencials applied to the dots, but also on the dots spin correlation. Both configurations present Kondo resonance for an even number electrons. In the PAL configuration the spins of the charged dots are uncorrelated, while in the PPD configuration they are ferromagnetically correlated. In the strong tunneling coupling limit the transport properties of two interacting dot configurations are very similar. The systems discussed above are represented by an Anderson two- impurity first-neighbor tight-binding Hamiltonian, that is solved by exactly diagonalizing a cluster that is embebed into the rest of the system. In this way we obtain only the properties of the system at T = 0. In order to study temperature dependence phenomena we use the equation of motion method (EOM) in the limit of infinite Coulomb repulsion. We apply it to the dots in the PPD topology. The results for low temperatures are consistent with hose obtained with the cluster method.

Um novo procedimento para construir os estados coerentes (CS) e os estados semiclássicos (SS) no campo de um magnético-solenóide é proposto. A idéia principal é baseada sobre o fato de que o AB solenóide quebra a simetria translacional no plano-xy, isto apresenta um efeito topológico tal que surgem dois tipos de trajetórias, aquelas que circundam e aquelas que não circundam o solenóide. Devido a este fato, deve-se construir dois tipos diferentes dos CS/SS, os quais correspondem as referidas trajetórias no limite semiclássico. Seguindo esta idéia, construímos os CS em duas etapas, primeiro os CS instantâneos (ICS) e os CS/SS dependentes do tempo como uma evolução dos ICS. A construção é realizada para partículas não-relativísticas e relativísticas, de spin-zero e com spin ambas em (2 + 1)- e (3 + 1)- dimensões e gera um exemplo não-trivial de SS/CS para sistemas com uma Hamiltoniana não-quadrática. É enfatizado que os CS dependendo dos seus parâmetros (números quânticos), descrevem ambos os estados puramente quânticos e semiclássicos. Uma análise é representada de modo que classifica os parâmetros dos CS em tal relação. Tal classificação é usada para as decomposições semiclásicas de diversas quantidades físicas. / A new approach to constructing coherent states (CS) and semiclassical states (SS) in magnetic-solenoid field is proposed. The main idea is based on the fact that the AB solenoid breaks the translational symmetry in the xy-plane, this has a topological effect such that there appear two types of trajectories which embrace and do not embrace the solenoid. Due to this fact, one has to construct two different kinds of CS/SS, which correspond to such trajectories in the semiclassical limit. Following this idea, we construct CS in two steps, first the instantaneous CS (ICS) and the time dependent CS/SS as an evolution of the ICS. The construction is realized for nonrelativistic and relativistic, spinning and spinless particles both in (2 + 1)- and (3 + 1)- dimensions and gives a non-trivial example of SS/CS for systems with a nonquadratic Hamiltonian. It is stressed that CS depending on their parameters (quantum numbers) describe both pure quantum and semiclassical states. An analysis is presented that classifies parameters of the CS in such respect. Such a classification is used for the semiclassical decompositions of various physical quantities.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-10-16T17:40:13Z No. of bitstreams: 1 GILSON ACIOLE RODRIGUES – DISSERTAÇÃO (PPGFísica) 2016.pdf: 1524954 bytes, checksum: 9054f2fa535b67f3184b1f692caa7c88 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-16T17:40:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GILSON ACIOLE RODRIGUES – DISSERTAÇÃO (PPGFísica) 2016.pdf: 1524954 bytes, checksum: 9054f2fa535b67f3184b1f692caa7c88 (MD5) Previous issue date: 2016-09-28 / Capes / A influência dos deslocamentos parafuso em sistemas quânticos tem recebido considerável atenção nos últimos anos. Alguns trabalhos são baseados na teoria geométrica de defeitos em semicondutores e desenvolvidos por Katanaev Volovich. Nesta abordagem, o semicondutor com um deslocamento parafuso é descrito por uma variedade de Riemann-Cartan onde o deslocamento parafuso está associado ao vetor Burgers. Neste limite do contínuo, um deslocamento parafuso afeta um sistema quântico como um tubo de fluxo magnético isolado, causando fenômenos de interferência tipo Aharonov-Bohm (AB). O espectro de energia de elétrons em torno deste tipo de defeito mostra uma configuração semelhante a do sistema AB. Neste trabalho, investigamos a influência de um deslocamento parafuso sobre os níveis de energia e as funções de onda de um elétron confinado em um potencial pseudo-harmônico bidimensional (2D) sob a influência de um campo magnético externo para o ponto quântico e campo Aharonov-Bohm para um pseudo-ponto quântico. As soluções exatas para autovalores de energia e funções de onda são computadas em função do campo magnético uniforme, fluxo Aharonov-Bohm, número quântico magnético e do parâmetro que caracteriza o deslocamento parafuso, o vetor Burgers. Foram investigadas as modificações devido à deslocação parafuso no coeficiente de absorção de luz e na frequência de absorção limiar. Descobrimos que conforme o vetor Burgers aumenta, as curvas de frequência são impusionadas para cima em direção ao crescimento do mesmo. Um aspecto interessante que observamos é que o fluxo Aharonov-Bohm pode ser ajustado de forma a cancelar o efeito do deslocamento parafuso. / The influence of screw dislocations in quantum systems has received considerable attention in recent years. Some works are based on the geometric theory of defects in semiconductors and developed by Katanaev Volovich. In this approach the semiconductor with a screw dislocation is described by a variety of Riemann-Cartan where the screw dislocation is associated with the Burgers vector. This limit of the continuum, a screw displacement affects a quantum system as an isolated magnetic flux tube, causing phenomena of interference type Aharonov-Bohm (AB). The electron energy spectrum around this type of defect shows a configuration similar to the AB system. In this work, we investigated the influence of a screw dislocation on the energy levels and the wavefunctions of an electron confined in a two-dimensional pseudoharmonic quantum dot under the influence of an external magnetic field inside a dot and Aharonov-Bohm field inside a pseudodot. The exact solutions for energy eigenvalues and wavefunctions are computed as functions of applied uniform magnetic field strength, Aharonov-Bohm flux, magnetic quantum number and the parameter characterizing the screw dislocation, the Burgers vector. We investigate the modifications due to the screw dislocation on the light interband absorption coefficient and absorption threshold frequency. We found that as the Burgers vector increases, the curves of frequency are pushed up towards of the growth of it. One interesting aspect which we have observed is that the Aharonov-Bohm flux can be tuned in order to cancel the screw effect of the model.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:34:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Diego Henrique Carvalho dos Santos.pdf: 664413 bytes, checksum: 9b89955577d748bc73682dc9f48c6e83 (MD5) Previous issue date: 2012-12-07 / O objetivo deste trabalho é apresentar como se dá a correspondência entre teoria de calibre e conexões em espaços …brados. Mais precisamente estabelecemos um dicionário entre a teoria de calibre da mecânica quântica de uma partícula carregada sujeita a um campo eletromagnético e o estudo das conexões em …brados por círculos e por retas complexas. Em seguida, analisamos dois objetos de estudo em física utilizando o conhecimento adquirido no estudo da geometria de espaços …brados. As classes de Chern e a holonomia de uma conexão nos fornecerão uma visualização geométrica de, respectivamente, monopolos magnéticos e o efeito Aharonov-Bohm / The aim of this work is to present how works the correspondence between the gauge theory and connections in ber bundles. More precisely establishing a dictionary between gauge theory of the quantum mechanics of a charged particle under the in‡uence of an electromagnetic eld and the studies of connections in circle bundles and line bundles. Then, we analyzed two objects of studies in physics using the knowledge acquired in the study of the geometry of ber bundles. The Chern classes and the holonomy of a connection will provide a geometrical visualization of, respectively, magnetic monopoles and the Aharonov-Bohm e¤ect

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:14:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1577961 bytes, checksum: c71d976d783495df566e0fa6baadf8ca (MD5) Previous issue date: 2009-08-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / We start this work studying the appearance of geometric quantum phases as in the relativistic as in the non-relativistic quantum dynamics of a neutral particle with permanent magnetic and electric dipole moment which interacts with external electric and magnetic fields in the presence of linear topological defects. We describe the linear topological defects using the approach proposed by Katanaev and Volovich, where the topological defects in solids are described by line elements which are solutions of the Einstein's equations in the context of general relativity. We also analyze the in uence of non-inertial effects in the quantum dynamics of a neutral particle using two distinct reference frames for the observers: one is the Fermi-Walker reference frame and another is a rotating frame. As a result, we shall see that the difference between these two reference frames is in the presence/absence of dragging effects of the spacetime which makes its in uence on the phase shift of the wave function of the neutral particle. In the following, we shall use our study of geometric quantum phases to make an application on the Holonomic Quantum Computation, where we shall show a new approach to implement the Holonomic Quantum Computation via the interaction between the dipole moments of the neutral particle and external fields and the presence of linear topological defects. Another applications for the Holonomic Quantum Computation is based in the structure of the topological defects in graphene layers. In the presence of topological defects, a graphene layer shows two distinct phase shifts: one comes from the mix of Fermi points while the other phase shift comes from the topology of the defect. To provide a geometric description for each phase shift in the graphene layer, we use the Kaluza-Klein theory where we establish that the extra dimension describes the Fermi points in the graphene layer. Hence, we can implement the Holonomic Quantum Computation through the possibility to build cones and anticones of graphite in such way we can control the quantum uxes in graphene layers. In the last part of this work, we study the Landau quantization for neutral particles as in the relativistic dynamics and non-relativistic dynamics. In the non-relativistic dynamics, we study the Landau quantization in the presence of topological defects as in an inertial as in a non-inertial reference frame. In the relativistic quantum dynamics, we start our study with the Landau quantization in the Minkowisky considering two different gauge fields. At the end, we study the relativistic Landau quantization for neutral particles in the Cosmic Dislocation spacetime. / Neste trabalho estudamos inicialmente o surgimento de fases geometricas nas dinâmicas quânticas relativística e não-relativística de uma partícula neutra que possui momento de dipolo magnético e elétrico permanente interagindo com campos elétricos e magnéticos externos na presença de defeitos topológicos lineares. Para descrevermos defeitos topológicos lineares usamos a aproximação proposta por Katanaev e Volovich, onde defeitos lineares em sólidos são descritos por elementos de linha que são soluções das equações de Einstein no contexto da relatividade geral. Analisamos também a inuência de efeitos não-inerciais na dinâmica quântica de uma partícula neutra em dois tipos distintos de referenciais para os observadores: um é o referencial de Fermi-Walker e outro é um referencial girante. Vemos que a diferença entre dois referenciais está na presença/ausência de efeitos de arrasto do espaço-tempo que irá influenciar diretamente na mudança de fase na funçãao de onda da partícula neutra. Em seguida, usamos nosso estudo de fases geométricas para fazer aplicações na Computação Quântica Holonômica onde mostramos uma nova maneira de implementar a Computação Quântica Holonômica através da interação entre momentos de dipolo e campos externos e pela presença de defeitos topológicos lineares. Outra aplicação para a Computação Quântica Holonômica está baseada na estrutura de defeitos topológicos em um material chamado grafeno. Na presença de defeitos topológicos lineares, esse material apresenta duas fases quânticas de origens distintas: uma da mistura dos pontos de Fermi e outra da topologia do defeito. Para dar uma descrição geométrica para a origem de cada fase no grafeno usamos a Teoria de Kaluza-Klein, onde a dimensão extra sugerida por esta teoria descreve os pontos de Fermi no grafeno. Portanto, a implementação da Computação Quântica Holonômica no grafeno está baseada na possibilidade de construir cones e anticones de grafite de tal maneira que se possa controlar os fluxos quânticos no grafeno. Na última parte deste trabalho estudamos a quantização de Landau para partículas neutras tanto na dinâmica não-relativística quanto na dinâmica relativística. Na dinâmica não-relativítica, estudamos a quantização de Landau na presença de defeitos em um referecial inercial e, em seguida, em um referencial nãoo-inercial. Na dinâmica relativística, estudamos inicialmente a quantização de Landau no espaço-tempo plano em duas configurações de campos diferentes. Por fim, estudamos a quantização de Landau relativística para partículas neutras no espaço-tempo da deslocação cósmica.