00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IF - INSTITUTO DE FÍSICA TRABALHOS DE CONCLUSÃO DE CURSO (TCC) - GRADUAÇÃO - IF Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) - Bacharelado - FÍSICA - IF
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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Dinâmica de Partículas com Interação Local e Não-Local na Presença de um Campo Elétrico Constante
Autor(es): Oliveira, Matheus Felipe Vieira de
Primeiro Orientador: Dias, Wandearley da Silva
metadata.dc.contributor.referee1: Silva, Anderson Rafael Correia Buarque da
metadata.dc.contributor.referee2: Passos, Frederico Salgueiro
Resumo: A interação elétron-elétron é uma elemento bastante importante nas propriedades de sistemas de baixa dimensionalidade. Entretanto, ela representa um desafio em sistemas de muitos corpos, visto que, o número de estados eletrônicos aumenta exponencialmente com o número de elétrons. Neste contexto, o modelo de duas partículas interagentes, se mostra atraente, uma vez que é capaz de resgatar aspectos relevante presentes em sistemas de muitos corpos. Dentro desse contexto, nós investigaremos a influência da interação local e não-local na dinâmica de duas partículas interagentes na presença de um campo elétrico constantes, a interação não é restrita apenas a dupla ocupação dos dois elétrons ao mesmo sítio, mas também ao seus vizinhos. Nossos modelo é descrito através de uma aproximação tight-binding, na qual a interação não-local surge ao consideramos que a blindagem no potencial eletrônico é amortecida ao termos elétrons em sítios vizinhos. Assim, iniciamos nosso estudos por meio de uma abordagem numérica e analítica envolvendo caráter dinâmico e estático do sistema. Nosso estudos mostram que, para o sistema com apenas interação local, temos o surgimento de uma banda de estados ligados de natureza on-site. Já na presença de interação local e não-local, mostramos o surgimento de uma segunda banda de estados ligados. Além disso, vemos que a banda de estados ligados referente a interação on-site sofre uma alargamento em relação ao caso sem interação não-local. Mostramos que tal comportamento está em concordância com estudos analíticos e numéricos estabelecidos na literatura. Ao investigarmos a dinâmica eletrônica na presença de uma campo elétrico constante, revisitamos o fenômeno de dobramento da frequência das oscilações de Bloch, em que a interação on-site se mostra capaz de induzir o movimento coerente dos elétrons. Nossos resultados mostram um comportamento análogo, mesmo na presença de interação não-local. Entretanto, a interação não-local favorece um hopping coerente em sítios vizinhos, diferente do hopping coerente ocupando o mesmo sítio induzido pela interação local. Ambos são responsáveis por induzirem oscilações de Bloch com frequência dobrada. Mas observamos a existência de efeitos competitivos entre as bandas de estados ligados e não-ligados, que interferem numa dinâmica coerente da oscilações de Bloch. Nossos resultados apresentam os regimes mais propícios para observação do dobramento da frequência nestas oscilações.
Abstract: The electron-electron interaction is a very important element in the properties of lowdimensional systems. However, it poses a challenge in many-body systems, as the number of electronic states increases exponentially with the number of electrons. In this context, the model of two interacting particles proves to be attractive, since it is capable of rescuing relevant aspects present in many-body systems. In this context, we will investigate the influence of local and non-local interactions on the dynamics of two interacting particles in the presence of a constant electric field, the interaction is not only restricted to the double occupation of the two electrons at the same site, but also at its neighbors. Our model is described through a tight-binding approximation, in which the non-local interaction arises when we consider that the shielding in the electronic potential is dampened by having electrons at neighboring sites. Thus, we started our studies through a numerical and analytical approach involving dynamic and static character of the system. Our studies show that, for the system with only local interaction, we have the emergence of a band of bound states of on-site nature. In the presence of local and non-local interaction, we show the emergence of a second band of bound states. Furthermore, we see that the bound state band referring to the on-site interaction undergoes a widening in relation to the case without non-local interaction. We show that such behavior is in agreement with analytical and numerical studies established in the literature. When investigating electronic dynamics in the presence of a constant electric field, we revisit the phenomenon of frequency doubling of Bloch oscillations, in which the on-site interaction is able to induce the coherent movement of electrons. Our results show an analogous behavior, even in the presence of non-local interaction. However, the non-local interaction favors a coherent hopping in neighboring sites, different from the coherent hopping occupying the same site induced by the local interaction. Both are responsible for inducing Bloch oscillations frequency doubling. But we observed the existence of competitive effects between the bound and unbound state bands, which interfere in a dynamics compatible with the Bloch oscillations.Our results present the most favorable regimes to observe the frequency doubling in these oscillations.
Palavras-chave: Elétrons interagentes
Interação local
Interação não-local
Oscilações de Bloch
Interacting electrons
On-site interaction
Nearest-neighbour interaction
Bloch Oscillations
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.department: Curso de Física
Citação: OLIVEIRA, Matheus Felipe Vieira de. Dinâmica de partículas com interação local e não-local na presença de um campo elétrico constante. 2023. 73 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Física) - Instituto de Física, Curso de Física, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2022.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/10218
Data do documento: 3-mar-2022
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