Nem egyensúlyi spin transzport és korrelációk nanostruktúrákban = Out-of-equilibrium spin transport and correlations in nanoscale structures

摘要

A projekt atomi és mesterséges atomi struktúrák illetve felületek, vékony rétegek vizsgálatát célozta ab initio illetve térelméleti módszerek együttes használatával, különös tekintettel a mágneses tulajdonságokra illetve az idő és spinfüggő nem egyensúlyi transzporttulajdonságokra. Céljaink között szerepelt egyfelől olyan nem egyensúlyi módszerek alkalmazása/fejlesztése és egyszerű rendszerekbeli tesztelése, mely lehetővé teszi korrelált rendszerekben az egyensúlyi és nem egyensúlyi transzport leírását. Kiemelt szerepet kapott egy felxibilis numerikus renormálási csoport kód kifejlesztése, publikálása és alkalmazása, illetve nem egyensúlyi közelítések kidolgozása. Kutatásunk további fontos komponense volt a kvantum dot rendszerek, atom-klaszterek, nanoszemcsék, mágneses szennyezők, dinamikai tulajdonságainak (ac vezetőképesség, zaj spektrum) vizsgálata, illetve vékony rétegek és felületek transzport és mágneses tulajdonságainak elméleti vizsgálata. Különös figyelmet szenteltünk a spin-pálya kölcsönhatás indukálta effektusok, így a felületi mágneses anizotrópia, a spin-pálya kölcsönhatás indukálta spin relaxáció, az anomális Hall effektus és a spin Hall effektus tanulmányozásának. A projekthez kapcsolódóan majd 50 publikáció született, közöttük 9 megjelent Physical Review Letters, és 23 Physical Review B publikáció, két 2 PhD disszertáció, valamint egy nyilvános flexibilis NRG programcsomag a hozzá tartozó dokumentációval [http://www.phy.bme.hu/~dmnrg/]. | The main goal of this project was to combine ab initio and field theoretical methods to study and understand the properties of atomic clusters, artificial atomic structures and surfaces, with special emphasis on spin- and time-dependent and non-equilibrium transport properties. Among others, we developed theoretical tools which we tested on simple systems, and used to study dynamical and non-equilibrium transport properties of correlated systems. Some of the main technical achievements of this project were the development and application of a flexible open-access numerical renormalization group code, and the elaboration of approximate non-equilibrium methods. Besides the methodological development, our research mainly focused on ac transport properties and noise spectra of quantum dot systems and of clusters of magnetic atoms, and aimed at the characterization of the properties of magnetic impurities and clusters in the vicinity of a surface and in nano-grains. We also studied a wide range of spin-orbit coupling-induced phenomena in systems of reduced dimension such as surface anisotropy, spin-orbit interaction induced spin relaxation, anomalous and spin Hall effects, and magnetic states. Close to 50 publications emerged as a result of this project, including 2 PhD dissertations, 9 Physical Review Letters, and 23 Physical Review B papers, an open access computer package with complete documentation [http://www.phy.bme.hu/~dmnrg/].