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Item Interações magnéticas e transporte eletrônico spin polarizado em pontos quânticos magnéticos(2016-11-04) Menezes, Jose Carlos Egues deAqui apresentamos uma proposta de pesquisa para investigar transporte quântico através de pontos quânticos magnéticos; contendo impurezas Mn (spin 5/2) e elétrons interagentes no seu interior; acoplados a terminais ferromagnéticos. Basicamente, investigaremos os efeitos da interação elétron-elétron (i) no acoplamento elétron-Mn (i.e. troca s-d), (ii) no acoplamento Mn-Mn, e (iii) estudaremos também como os efeitos em (i) e (ii) alteram, por exemplo, o tunelamento ressonante através do ponto quântico. Deveremos considerar vários sistemas: pontos quânticos simples com vários elétrons e uma única impureza M e também com duas impurezas, pontos quânticos duplos acoplados em série e em paralelo também contendo elétrons interagentes e uma, duas ou mais impurezas magnéticas. Inicialmente estudaremos em detalhe a estrutura eletrônica de pontos quânticos bidimensionais resolvendo-se a equação de Schrödinger do sistema em uma base apropriada ("Configuration Interaction") via diagonalização exata. A partir deste cálculo determinaremos os parâmetros relevantes na definição do modelo (e.g., a constante de troca s-d e taxas de tunelamento) para o transporte quântico via uma equação mestra, deduzida diretamente do Hamiltoniano do sistema. Possíveis extensões, generalizações e estudos adicionais envolvem, por exemplo, a inclusão de efeitos da interação spin órbita, cálculo do ruído quântico ("shot noise"), e cálculo da estrutura eletrônica via Density Functional Theory. Nossa proposta envolve um tema no qual temos ampla experiência; em anos recentes temos desenvolvido com sucesso vários projetos (FAPESP) neste assunto.Item Spintrônica I: interação spin-órbita em 2DEGs simétricos(2015-10-22) Bernardes, Esmerindo de SousaEstamos estudando uma interação spin-órbita nova em um gás bidimensional de elétrons (2DEGs) formado em poços quânticos com duas sub-bandas ocupadas. Usando uma Hamiltoniana 8x8, como derivada por Kane via o método kp, encontramos um acoplamento spin-órbita, induzido somente pelas sub-bandas, o qual é muito parecido com o acoplamento spin-órbita usual de Rashba. A diferença importante aqui é que esta interação spin-órbita nova que descobrimos ocorre, ao contrário de Rashba, em estruturas simétricas como uma consequência da diferença de paridade entre os estados eletrônicos confinados, dispensando assim a necessidade de estruturas asimétricas. Cáculos iniciais em poços retangulares e parbólicos mostram que esta nova constante é comparável em intensidade com a constante de acoplamento da interação spin-órbita de Rashba. Também estamos descobrindo que esta nova interação produz os mesmos movimentos oscilatórios na trajetória de um elétron livre como previsto pela equação de Dirac, bem como trajetórias exóticas do tipo ciclóidais e espirais sem a presença de campos magnéticos externos. Além disto, encontramos também um mapa entre a nossa nova Hamiltoniana e a equação de Dirac para um elétron relativístico no vácuo. Desta forma, temos um laboratório formado por estruturas semicondutoras NGS que nos possibilitará observar diretamente muitas previsões da equação de Dirac ainda sem observaçes diretas.