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http://hdl.handle.net/1843/36674| Type: | Tese |
| Title: | Estados ligados e supercondutividade não convencional em sistemas com impurezas |
| Other Titles: | Bound states and unconventional superconductivity in systems with impurities |
| Authors: | Flávio Luis Noronha dos Santos |
| First Advisor: | Maria Carolina de Oliveira Aguiar |
| First Co-advisor: | Rodrigo Gonçalves Pereira |
| First Referee: | Ado Jorio de Vasconcelos |
| Second Referee: | Ronald Dickman |
| Third Referee: | Raimundo Rocha dos Santos |
| metadata.dc.contributor.referee4: | José Abel Hoyos Neto |
| Abstract: | Nesta tese realizamos uma investigação teórica do efeito de impurezas em sistemas de muitos corpos. Na primeira parte deste trabalho estudamos o comportamento de uma impureza móvel em um semimetal topológico 2D com toque quadrático de bandas. A impureza possui uma repulsão local e uma interação de troca anisotrópica com os férmions do banho. Usando grupo de renormalização de Wilson encontramos regimes em que a interação local se torna efetivamente atrativa a baixas energias. Calculamos a função espectral de um par férmion-impureza usando a aproximação da série de escada e verificamos a existência de estados ligados entre tais partículas nos regimes em que a interação se torna efetivamente atrativa. Tais regimes dependem da razão entre as massas efetivas das duas bandas fermiônicas. O número de estados ligados pode ser 0, 1 ou 2 e é controlado ajustando a interação de troca. Nossos resultados sugerem que este sistema pode levar à supercondutividade não convencional ao incluir uma densidade finita de impurezas móveis. Na segunda parte deste trabalho estudamos o efeito de impurezas magnéticas clássicas diluídas em um supercondutor convencional. Usamos a dynamical mean-field theory para resolver este problema na rede de Bethe. Devido à interação magnética surgem estados eletrônicos localizados nas impurezas e a superposição desses estados leva à emergência de bandas de Shiba. Vemos o aparecimento de supercondutividade não convencional do tipo odd-frequency que, assim como as bandas de Shiba, é mais intensa em sítios magnéticos do que nos não magnéticos. Demonstramos uma forma de estimar a intensidade deste pareamento supercondutor através de medições de espectroscopia de tunelamento por varredura. Definimos parâmetros de ordem para diferentes pareamentos supercondutores: singleto even-frequency de onda s, tripleto odd-frequency de onda s e tripleto even-frequency de paridade espacial ímpar. Nossos resultados indicam a presença dos três pareamentos simultaneamente no sistema. |
| Abstract: | In this thesis we carry out a theoretical investigation on the effect of impurities in many body systems. In the first part of this work we study the behavior of a mobile impurity in a 2D topological semimetal with quadratic band touching. The impurity has a local repulsion and an anisotropic exchange interaction with the fermions in the bath. Using Wilsonian renormalization group we find regimes where the local interaction becomes effectively attractive at low energies. We calculate the spectral function of a fermion-impurity pair using the ladder approximation and verify the existence of bound states between these particles in the regimes where the interaction becomes effectively attractive. These regimes depend on the ratio between the effective masses of the majority fermions in the two bands. The number of bound states may be 0, 1 or 2 and is controlled tuning the exchange interaction. Our results suggest that this system may lead to unconventional superconductivity in the presence of a finite density of mobile impurities. In the second part of this work we study the effect of classical magnetic impurities diluted in a conventional superconductor. We use dynamical mean-field theory to solve this problem in the Bethe lattice. Electronic states localized in the impurities appear due to the magnetic interaction and their overlapping lead to the emergence of Shiba bands. We see the appearance of odd-frequency unconventional superconductivity which, similarly to the Shiba bands, is more intense in the magnetic sites than in the nonmagnetic ones. We demonstrate a way to estimate the intensity of the superconducting pairing through scanning tunneling spectroscopy measurements. We define order parameters for different superconducting pairings: even-frequency spin-singlet s-wave, odd-frequency spin-triplet s-wave and even-frequency spin-triplet odd-parity. Our results show the presence of these three pairings simultaneously in the system. |
| Subject: | Supercondutividade Férmions Espectroscopia de tunelamento |
| language: | por |
| metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| metadata.dc.publisher.department: | ICX - DEPARTAMENTO DE FÍSICA |
| metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Física |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/36674 |
| Issue Date: | 30-Mar-2021 |
| Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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