Ferromagnetic and underscreened Kondo behavior in quantum dot arrays

Autores
Andrade Hoyos, Jhon Alejandro; Garcia, Daniel Julio; Cornaglia de la Cruz, Pablo Sebastian
Año de publicación
2015
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
We analyze the low energy properties of a device with N + 1 quantum dots in a star configuration. A central quantum dot is tunnel coupled to source and drain electrodes and to N quantum dots. Extending previous results for the N = 2 case we show that, in the appropriate parameter regime, the low energy Hamiltonian of the system is a ferromagnetic Kondo model for a S = (N −1)/2 impurity spin. For small enough interdot tunnel coupling, however, a two-stage Kondo effect takes place as the temperature is decreased. The spin 1/2 in the central quantum dot is Kondo screened first and at lower temperatures the antiferromagnetic coupling to the side-coupled quantum dots leads to an underscreened S = N/2 Kondo effect. We present numerical results for the thermodynamic and spectral properties of the system which show a singular behavior at low temperatures and allow to characterize the different strongly correlated regimes of the device.
Fil: Andrade Hoyos, Jhon Alejandro. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área Investigaciones y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (CAB). Grupo de Teoría de Sólidos; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina
Fil: Garcia, Daniel Julio. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área Investigaciones y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (CAB). Grupo de Teoría de Sólidos; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina
Fil: Cornaglia de la Cruz, Pablo Sebastian. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área Investigaciones y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (CAB). Grupo de Teoría de Sólidos; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina
Materia
Quantum dot
Kondo effect
underscreened Kondo
Ferromagnetic Kondo
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
OAI Identificador
oai:ri.conicet.gov.ar:11336/127054
Acceder
id CONICETDig_30894a2ff980ce0fb970036139fe8fe1
oai_identifier_str oai:ri.conicet.gov.ar:11336/127054
network_acronym_str CONICETDig
repository_id_str 3498
network_name_str CONICET Digital (CONICET)
spelling Ferromagnetic and underscreened Kondo behavior in quantum dot arraysAndrade Hoyos, Jhon AlejandroGarcia, Daniel JulioCornaglia de la Cruz, Pablo SebastianQuantum dotKondo effectunderscreened KondoFerromagnetic Kondohttps://purl.org/becyt/ford/1.3https://purl.org/becyt/ford/1We analyze the low energy properties of a device with N + 1 quantum dots in a star configuration. A central quantum dot is tunnel coupled to source and drain electrodes and to N quantum dots. Extending previous results for the N = 2 case we show that, in the appropriate parameter regime, the low energy Hamiltonian of the system is a ferromagnetic Kondo model for a S = (N −1)/2 impurity spin. For small enough interdot tunnel coupling, however, a two-stage Kondo effect takes place as the temperature is decreased. The spin 1/2 in the central quantum dot is Kondo screened first and at lower temperatures the antiferromagnetic coupling to the side-coupled quantum dots leads to an underscreened S = N/2 Kondo effect. We present numerical results for the thermodynamic and spectral properties of the system which show a singular behavior at low temperatures and allow to characterize the different strongly correlated regimes of the device.Fil: Andrade Hoyos, Jhon Alejandro. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área Investigaciones y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (CAB). Grupo de Teoría de Sólidos; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Garcia, Daniel Julio. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área Investigaciones y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (CAB). Grupo de Teoría de Sólidos; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Cornaglia de la Cruz, Pablo Sebastian. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área Investigaciones y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (CAB). Grupo de Teoría de Sólidos; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaAmerican Physical Society2015-10-14info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/127054Andrade Hoyos, Jhon Alejandro; Garcia, Daniel Julio; Cornaglia de la Cruz, Pablo Sebastian; Ferromagnetic and underscreened Kondo behavior in quantum dot arrays; American Physical Society; Physical Review B: Condensed Matter and Materials Physics; 92; 165416; 14-10-2015; 1-80163-18291098-012CONICET DigitalCONICETenginfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/http://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.92.165416info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1103/PhysRevB.92.165416info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://arxiv.org/abs/1507.03930info:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/reponame:CONICET Digital (CONICET)instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas2025-11-05T09:47:31Zoai:ri.conicet.gov.ar:11336/127054instacron:CONICETInstitucionalhttp://ri.conicet.gov.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://ri.conicet.gov.ar/oai/requestdasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:34982025-11-05 09:47:31.925CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse
dc.title.none.fl_str_mv Ferromagnetic and underscreened Kondo behavior in quantum dot arrays
title Ferromagnetic and underscreened Kondo behavior in quantum dot arrays
spellingShingle Ferromagnetic and underscreened Kondo behavior in quantum dot arrays
Andrade Hoyos, Jhon Alejandro
Quantum dot
Kondo effect
underscreened Kondo
Ferromagnetic Kondo
title_short Ferromagnetic and underscreened Kondo behavior in quantum dot arrays
title_full Ferromagnetic and underscreened Kondo behavior in quantum dot arrays
title_fullStr Ferromagnetic and underscreened Kondo behavior in quantum dot arrays
title_full_unstemmed Ferromagnetic and underscreened Kondo behavior in quantum dot arrays
title_sort Ferromagnetic and underscreened Kondo behavior in quantum dot arrays
dc.creator.none.fl_str_mv Andrade Hoyos, Jhon Alejandro
Garcia, Daniel Julio
Cornaglia de la Cruz, Pablo Sebastian
author Andrade Hoyos, Jhon Alejandro
author_facet Andrade Hoyos, Jhon Alejandro
Garcia, Daniel Julio
Cornaglia de la Cruz, Pablo Sebastian
author_role author
author2 Garcia, Daniel Julio
Cornaglia de la Cruz, Pablo Sebastian
author2_role author
author
dc.subject.none.fl_str_mv Quantum dot
Kondo effect
underscreened Kondo
Ferromagnetic Kondo
topic Quantum dot
Kondo effect
underscreened Kondo
Ferromagnetic Kondo
purl_subject.fl_str_mv https://purl.org/becyt/ford/1.3
https://purl.org/becyt/ford/1
dc.description.none.fl_txt_mv We analyze the low energy properties of a device with N + 1 quantum dots in a star configuration. A central quantum dot is tunnel coupled to source and drain electrodes and to N quantum dots. Extending previous results for the N = 2 case we show that, in the appropriate parameter regime, the low energy Hamiltonian of the system is a ferromagnetic Kondo model for a S = (N −1)/2 impurity spin. For small enough interdot tunnel coupling, however, a two-stage Kondo effect takes place as the temperature is decreased. The spin 1/2 in the central quantum dot is Kondo screened first and at lower temperatures the antiferromagnetic coupling to the side-coupled quantum dots leads to an underscreened S = N/2 Kondo effect. We present numerical results for the thermodynamic and spectral properties of the system which show a singular behavior at low temperatures and allow to characterize the different strongly correlated regimes of the device.
Fil: Andrade Hoyos, Jhon Alejandro. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área Investigaciones y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (CAB). Grupo de Teoría de Sólidos; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina
Fil: Garcia, Daniel Julio. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área Investigaciones y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (CAB). Grupo de Teoría de Sólidos; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina
Fil: Cornaglia de la Cruz, Pablo Sebastian. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área Investigaciones y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (CAB). Grupo de Teoría de Sólidos; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina
description We analyze the low energy properties of a device with N + 1 quantum dots in a star configuration. A central quantum dot is tunnel coupled to source and drain electrodes and to N quantum dots. Extending previous results for the N = 2 case we show that, in the appropriate parameter regime, the low energy Hamiltonian of the system is a ferromagnetic Kondo model for a S = (N −1)/2 impurity spin. For small enough interdot tunnel coupling, however, a two-stage Kondo effect takes place as the temperature is decreased. The spin 1/2 in the central quantum dot is Kondo screened first and at lower temperatures the antiferromagnetic coupling to the side-coupled quantum dots leads to an underscreened S = N/2 Kondo effect. We present numerical results for the thermodynamic and spectral properties of the system which show a singular behavior at low temperatures and allow to characterize the different strongly correlated regimes of the device.
publishDate 2015
dc.date.none.fl_str_mv 2015-10-14
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
info:ar-repo/semantics/articulo
format article
status_str publishedVersion
dc.identifier.none.fl_str_mv http://hdl.handle.net/11336/127054
Andrade Hoyos, Jhon Alejandro; Garcia, Daniel Julio; Cornaglia de la Cruz, Pablo Sebastian; Ferromagnetic and underscreened Kondo behavior in quantum dot arrays; American Physical Society; Physical Review B: Condensed Matter and Materials Physics; 92; 165416; 14-10-2015; 1-8
0163-1829
1098-012
CONICET Digital
CONICET
url http://hdl.handle.net/11336/127054
identifier_str_mv Andrade Hoyos, Jhon Alejandro; Garcia, Daniel Julio; Cornaglia de la Cruz, Pablo Sebastian; Ferromagnetic and underscreened Kondo behavior in quantum dot arrays; American Physical Society; Physical Review B: Condensed Matter and Materials Physics; 92; 165416; 14-10-2015; 1-8
0163-1829
1098-012
CONICET Digital
CONICET
dc.language.none.fl_str_mv eng
language eng
dc.relation.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/http://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.92.165416
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1103/PhysRevB.92.165416
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://arxiv.org/abs/1507.03930
dc.rights.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
eu_rights_str_mv openAccess
rights_invalid_str_mv https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/pdf
application/pdf
application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv American Physical Society
publisher.none.fl_str_mv American Physical Society
dc.source.none.fl_str_mv reponame:CONICET Digital (CONICET)
instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
reponame_str CONICET Digital (CONICET)
collection CONICET Digital (CONICET)
instname_str Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.name.fl_str_mv CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.mail.fl_str_mv dasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.ar
_version_ 1847977141046607872
score 13.087074

Publicaciones similares