Efectos de la interacción electrón-electrón y campos magnéticos en gases bidimensionales de electrones - Miravet Martinez, Daniel (2019)
En este trabajo hemos estudiado los efectos de la interacción electrón-electrón y campos magnéticos en gases cuasi-bidimensionales de electrones (q2DEGs). Para estos sistemas, con un campo magnético aplicado en la dirección de cuantización, se estudiaron los efectos de las interacciones electrónicas en el régimen del efecto Hall cuántico entero. En una primera etapa, se usó la aproximación de Hartree-Fock variacional para estudiar los posibles cruces de niveles de Landau en un sistema de tres láminas semiconductoras acopladas. A partir de este estudio se determinó en que situaciones los niveles de Landau se ¨anti-cruzan¨ (estados ¨easy-axis¨) o se mezclan (estados ¨easy-plane¨), al coincidir sus energías con el potencial químico µ. Se demuestra que este comportamiento es una consecuencia de la competencia entre las interacciones de Hartree e intercambio. Para el estudio de los q2DEGs dentro del marco de la teoría de funcional densidad (DFT), se desarrolló el formalismo de intercambio exacto para estos sistemas con campo magnético aplicado. Se obtuvo un funcional para la energía de intercambio que se minimiza de manera no analítica en los valores enteros del factor de llenado ν. Se encontró una solución analítica para el potencial de intercambio exacto en el régimen de una subbanda ocupada. Este potencial presenta discontinuidades en los valores entero de ν, que pueden ser inducidas incluso a densidad constante, variando el campo magnético. Estos funcionales de intercambio exacto presentan notables diferencias con los correspondientes en la aproximación de densidad local. Por último, dentro de la DFT, utilizando el esquema de Kohn-Sham (KS) y respuesta lineal se calculó la resistividad longitudinal ρxx para dos sistemas de interés desde el punto de vista experimental. Se evidenció en los cálculos la importancia de las interacciones, principalmente en las regiones donde se cruzan varios niveles de Landau. Los resultados obtenidos son bastante cercanos a los experimentos.