Interacción de electrones e impurezas magnéticas en anillos semiconductores delgados con interacción espín-órbita

• Autores: Lia, José Miguel
• Año de publicación: 2024
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Tamborenea, Pablo Ignacio
• Materia: ANILLOS CUANTICOS; SEMICONDUCTORES MAGNETICOS DILUIDOS; INTERACCION ESPIN-ORBITA; RASHBA; DRESSELHAUS; QUANTUM RINGS; DILUTE MAGNETIC SEMICONDUCTORS; SPIN-ORBIT INTERACTION; RASHBA; DRESSELHAUS
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Estudiamos la dinámica cuántica del momento angular generada por las interacciones espín-órbita (SOI) de Rashba y Dresselhaus, y de intercambio (sd-exchange) entre un electrón de conducción y un conjunto de impurezas magnéticas, en un anillo cuántico semiconductor delgado. Nuestro objetivo es comprender la conversión de impulso angular orbital (OAM) en impulso angular de espín (SAM) electrónico, y la reconversión de este al SAM de los electrones en la capa d exterior de las impurezas mediante la interacción de intercambio. Buscamos contribuir a la búsqueda de mecanismos de magnetización efectiva del sistema de impurezas mediante portadores de carga y sin la utilización de campos magnéticos externos. Comenzamos resolviendo el problema de autovalores para el electrón en el anillo sin impurezas y bajo la acción de ambas SOI. Luego, estudiamos la dinámica de conversión de OAM a SAM electrónico generada por las SOI. Incluimos luego las impurezas, pero omitiremos las SOI, a fin de estudiar la conversión de SAM electrónico en SAM de cada impureza individual y la relevancia de la mediación electrónica en la magnetización del sistema total de impurezas. Finalmente, tomamos un semiconductor II-VI típico y estudiamos cómo la interacción de Dresselhaus afecta la magnetización de las impurezas.
e study the quantun dyamics of the orbital and spin angular momenta (OAM and SAM, respectively) of a conduction electron subject to the Rashba and Dresselhaus spin-orbit couplings (SOI) in a narrow quantum ring doped with few magnetic impurities. We aim to analyze the conversion of OAM into electronic SAM and its subsequent conversion into SAM of the electrons in the outer d shell of the impurities through the sd-exchange interaction. We seek to contribute to the search for mechanisms to magnetize the impurities using only the electron’s OAM, without recourse to external magnetic fields. We begin by solving the time-independent Schrödinger equation for the electron subject to the SOI only. We then study the OAM-to-SAM conversion dynamics induced by both interactions. We then add the impurities but neglect the SOI altogether, so as to study the relevance of the electron in the conversion of electronic to impurity SAM and to the magnetization of the system as a whole. We assume the impurity density to be small so that the system can be studied without resorting to mean-field theories. Finally, we pick a typical II-VI semiconductor and study how the Dresselhaus interaction affects the magnetization of the impurities.
Fil: Lia, José Miguel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.