Publicação: Kondo effect under extreme conditions: testing the limits of the Numerical Renormalization Group
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CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA, CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DOS FLUIDOS, FISICA DE PLASMAS E DESCARGAS ELETRICAS
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Coorientador
Ulloa, Sergio
Resumo
O estudo de fenômenos físicos em condições extremas (baixíssimas temperaturas, por exemplo)
tem historicamente mostrado potencial para revelar estados inesperados da matéria condensada,
ao mesmo tempo que representa um grande desafio às técnicas de pesquisa, tanto experimentais
quanto teóricas. Um exemplo seria a descoberta da supercondutividade quando se conseguiu liquefazer o
hélio e fazer medidas de resistividade a baixíssimas temperaturas. Portanto, seguindo
esta linha de raciocínio, nesta
Tese estudamos o efeito Kondo em duas situações extremas: (i) sistemas onde a densidade de estados
do metal hospedeiro apresenta divergências fortes próximas à energia de Fermi; (ii) sistemas de
dois pontos quânticos (PQs) em geometria T, onde as escalas de energia de interesse se estendem
por um intervalo de aproximadamente 20 ordens de magnitude. Tais sistemas foram estudados via
a ferramenta computacional Grupo de Renormalização Numérica (NRG, na sigla em inglês). Em (i),
vimos que divergências relativamente suaves, do tipo $\omega^{{-1}/{2}}$, geram uma série de
estados de muitos-corpos com propriedades inusitadas. Divergências mais fortes têm, portanto,
potencial de revelar mais surpresas. Já no sistema de dois PQs, apresentamos resultados
que nos permitem orientar os experimentais a como calibrar as propriedades dos PQs, de maneira
a distinguir claramente dois regimes com propriedades bastante distintas, sendo,
regime de Kondo de dois estágios e regime molecular. Para analisar o efeito Kondo
em condições que podemos chamar de extremas (quais sejam, divergências fortes na densidade
de estado do hospedeiro e variações extremas na escala de energia) foi necessário levar o NRG
a situações limítrofes, levando os parâmetros do método a valores extremos.
Abstract
The study of physical phenomena under extreme conditions (very low temperatures, for example) has historically shown the potential to uncover unexpected states in Condensed matter Physics, at the same time, it poses a stiff challenge to both experimental and theoretical research techniques. One celebrated example was the discovery of superconductivity when it became possible to liquefy helium and thus perform resistivity measurements at temperatures of a few Kelvin. Following this approach, in this Thesis we study the Kondo effect under two extreme conditions: (i) systems where the metallic host density of states presents a strong divergency near the Fermi energy; (ii) T-shape double quantum dot (DQD) systems, where the energy scale of interest spans 20 orders of magnitude. Both systems were studied using the Numerical Renormalization Group (NRG) method. In (i), we obtained that relatively soft divergencies, of the $\omega^{{-1}/{2}}$-type, generate a series of many-body bound-states with peculiar properties. We thus believe that stronger divergencies (associated to flat bands, for example) have the potential to uncover additional surprises. As to the DQD system, we obtained results that allow us to guide the experimentalists on how to tune the DQD characteristics in order to clearly distinguish two regimes with very different properties, viz., the two-stage Kondo regime and the molecular regime. To analyze the Kondo effect in these so-called extreme conditions (strong host DOS divergencies and extreme energy scale variation) it was necessary to force the NRG into high-demand scenarios, pushing its parameters to extreme values.
Palavras-chave
Kondo effect, Tight binding, Kondo., NRG, Ponto quântico
Citação
ALMEIDA, Patricia de Assis. Kondo effect under extreme conditions: testing the limits of the Numerical Renormalization Group. 2025. 134 f. Tese (Doutorado em Física) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2026.5004.
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