Fenômenos de transporte coerente em sistemas mesoscópicos

Abstract

Estudamos vários aspectos do transporte coerente em amostras mesoscópicas acopladas a diferentes tipos de reservatórios de partículas. A maior parte do trabalho foi desenvolvida usando a teoria de matrizes aleatórias. Uma qualidade unificadora na aplicação deste formalismo em diferentes sistemas foi o uso de um modelo de estube. Generalizamos a parametrização da matriz de espalhamento do modelo de estube para ser utilizada num circuito quântico com topologia arbitrária acoplado a reservatórios normais, e estabelecemos um conjunto de regras através das quais as matrizes da parametrização podem ser construídas. Como aplicação de tal generalização, calculamos a correção de localização fraca da condutância para uma cadeia linear de cavidades caóticas quânticas acopladas através de contatos com transparência arbitrária, e para quatro cavidades acopladas com a topologia do quadrado. Estudamos o fator Fano de uma cavidade caótica conectada a reservatórios ferromagnéticos com magnetizações não colineares. Apresentamos um conjunto de parâmetros livres para cada conector deste sistema híbrido, suficiente para calcular qualquer observável com estatística linear nos autovalores de transmissão. Encontramos expressões analíticas para estes parâmetros nos casos de contatos ideais e junções de tunelamento. Analisamos o comportamento da condutância e do fator Fano de uma cavidade caótica com simetria de reversão temporal quebrada, acoplada a um reservatório normal e a outro supercondutor. Este estudo revelou uma transição entre localização e antilocalização na correção da condutância, completamente induzida pela transparência das barreiras. Fizemos simulações numéricas para calcular as distribuições dos primeiros quatro cumulantes de carga transmitida num ponto quântico caótico, acoplado a reservatórios normais por contatos com poucos canais de transmissão abertos. Observamos a existência de não analiticidades nas distribuições, e explicamos teoricamente as causas de sua aparição e como calcular sua localização exata na distribuição. Usando a teoria quântica de circuito, descrevemos um sistema de multicamadas normais e ferromagnéticas alternadas, escolhendo a configuração das magnetizações das camadas ferromagnéticas de forma helicoidal