00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IF - INSTITUTO DE FÍSICA Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IF
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Tipo: Tese
Título: Transporte de carga e transferência de estados quânticos em geometrias de baixa dimensionalidade desordenadas
Título(s) alternativo(s): Charge transport and quantum state transfer in disordered low-dimensional geometries
Autor(es): Dutra, Renato Ferreira
Primeiro Orientador: Moura, Francisco Anacleto Barros Fidelis de
metadata.dc.contributor.referee1: Almeida, Guilherme Martins Alves de
metadata.dc.contributor.referee2: Lyra, Marcelo Leite
metadata.dc.contributor.referee3: Souza, André Maurício Conceição de
metadata.dc.contributor.referee4: Souza, Adauto José Ferreira de
Resumo: Neste presente trabalho, estudamos a dinâmica de um elétron em dois sistemas bidimensionais (2D) sob o efeito de um campo elétrico externo. Em ambos os casos investigamos a evolução temporal de um pacote de ondas inicialmente localizado, usando um formalismo de Taylor para resolver o conjunto de equações de Schrödinger. No primeiro caso, consideramos uma rede quadrada com os termos de hopping distribuídos de maneira aperiódica. Os resultados obtidos sugerem que uma propagação rápida de elétrons (dinâmica balística) é encontrada para uma faixa de valores do grau de aperiodicidade ν do sistema. Ao inserir o efeito de um campo elétrico estático no modelo, verifica-se a existência de um comportamento oscilatório semelhante a dinâmica eletrônica em sistemas cristalinos, ou seja, em que exibem “oscilações de Bloch”. A frequência ω e o tamanho LE dessas oscilações são investigados e os resultados encontrados são comparados com a abordagem semi-clássica, resultando em uma boa concordância com comportamento padrão. No segundo caso, consideramos uma rede quadrada com os termos de hopping com desordem correlacionada. Nossos resultados indicaram que a desordem correlacionada promove uma propagação eletrônica rápida para tempos intermediários. Quando inserimos um campo elétrico, também observamos um comportamento similar as “oscilações de Bloch”. A frequência obtida para este segundo caso também está em boa concordância com os previstos pela abordagem semi-clássica. Apesar da ausência de estados estendidos e com base na desordem inserida no modelo, discutimos a estabilidade dessas aparentes “oscilações de Bloch”. Também investigamos a transferência de estados quânticos (QST) em um canal com desordem não correlacionada na diagonal, conectado a um emissor (S) e um receptor (R). Usamos algumas medidas do grau de localização para poder avaliar as propriedades de localização ou deslocalização do canal proposto para QST. Os resultados revelaram que dentro de um determinado limite de desordem fraca, a transferência de estados quânticos ocorre com boa fidelidade.
Abstract: In this present work, we study the dynamics of an electron in two-dimensional systems (2D) under the effect of an external electric field. In both cases we investigate the time evolution of an initially localized wave packet, using a Taylor formalism to solve the set of Schr¨odinger equations. In the first case, we consider a square lattice with the hopping terms distributed aperiodically. The obtained results suggest that fast propagation of electrons (ballistic dynamics) is found for a range of values of the degree of aperiodicity ν of the system. By inserting the effect of a static electric field in the model, it is verified the existence of an oscillatory behavior similar to the electronic dynamics in crystalline systems, or that is, where they exhibit “ Bloch oscillations”. The frequency ω and the size LE of these oscillations are investigated and the results found are compared with the semi-classical approach, resulting in good agreement with default behavior. In the second case, we consider a square lattice with the hopping terms with correlated disorder. Our results indicated that the correlated disorder promotes a fast electronic propagation fast for intermediate times. When we insert an electric field, we also observe behavior similar to “Bloch oscillations”. The frequency obtained for this second case is also in good agreement with those predicted by the semi-classical approach. Despite the absence of extended states and based on the disorder inserted in the model, we discuss the stability of these apparent “Bloch oscillations”. We also investigated the quantum state transfer (QST) in a channel with diagonally uncorrelated disorder, connected to an sender (S) and a receiver (R). We use some measures of the degree of localization in order to evaluate the localization or non-localization properties of the proposed channel for QST. The results revealed that within a certain limit of weak disorder, the transfer of quantum states occurs with good fidelity.
Palavras-chave: Transferência de estado quântico
Oscilações de Bloch
Dinâmica de elétrons
Campo elétrico (Física)
Quantum state transfer
Bloch oscillations
Electron dynamics
Electric field (Physics)
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Física
Citação: DUTRA, Renato Ferreira. Transporte de carga e transferência de estados quânticos em geometrias de baixa dimensionalidade desordenadas. 2024. 118 f. Tese (Doutorado em Física) – Programa de Pós-Graduação em Física, Instituto de Física, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2023.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/13858
Data do documento: 10-jan-2023
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