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ORCID:  http://orcid.org/0000-0003-0918-2149
Document type: Tese
Access type: Acesso Aberto
Title: Kondo effect under extreme conditions: testing the limits of the Numerical Renormalization Group
Alternate title (s): Efeito Kondo em condições extremas: testando os limites do Grupo de Renormalização Numérica
Author: Almeida, Patricia de Assis
First Advisor: Martins, George Balster
First coorientator: Ulloa, Sergio
First member of the Committee: Ferreira Junior, Gerson
Second member of the Committee: Schmidt, Tome Mauro
Third member of the Committee: Silva, Marcos Sergio Figueira da
Fourth member of the Committee: Diniz, Ginetom Souza
Summary: 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.
Keywords: Kondo effect
Tight binding
Kondo.
NRG
Ponto quântico
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DOS FLUIDOS, FISICA DE PLASMAS E DESCARGAS ELETRICAS
Subject: Física
Logarítimos
Termodinâmica
Language: eng
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Física
Quote: 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.
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2026.5004
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/48141
Date of defense: 10-Nov-2025
Sustainable Development Goals SDGs: ODS::ODS 1. Erradicação da pobreza - Acabar com a pobreza em todas as suas formas, em todos os lugares.
Appears in Collections:TESE - Física

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