Spin-dependent transport of interacting electrons in mesoscopic systems

Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Open Access Type:	Primary Publication
Date:	27 November 2007
Referee:	Prof. Dr. Klaus Richter
Date of exam:	16 November 2007
Institutions:	Physics > Institute of Theroretical Physics > Chair Professor Richter > Group Klaus Richter
Keywords:	Elektronischer Transport , Green-Funktion , Nichtgleichgewicht , Transportprozess , Mesoskopisches System , 0.7-Anomalie , Spinratsche , electronic transport , Green function , nonequilibrium , 0.7 anomlay , spin ratchet
Dewey Decimal Classification:	500 Science > 530 Physics
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Item ID:	10600

Abstract (English)

Spin-dependent electronic transport properties of mesoscopic systems are studied using the nonequilibrium Green function formalism. In the first part we examine the influence of short-range electron-electron interactions on the conductance of quantum point contacts, where the 0.7 anomaly is frequently observed in experiments. The repulsion between electrons with opposite spins causes a ...

Abstract (English)

Spin-dependent electronic transport properties of mesoscopic systems are studied
using the nonequilibrium Green function formalism. In the first part we examine
the influence of short-range electron-electron interactions on the conductance
of quantum point contacts, where the 0.7 anomaly is frequently observed in
experiments. The repulsion between electrons with opposite spins causes a spin
splitting in the energy spectrum which leads to a 0.7 plateau below the first
conductance step. Furthermore, the magnetic field dependence and the temperature
dependence are studied, as well as the shot noise suppression and the 0.7
analogs. The second part is dedicated to the nonlinear transport regime, where
the electrostatic potential drop is computed self-consistently with the charge
rearrangement in the system. In this regime we investigate the transport
properties of ballisitic charge and spin ratchets.

Translation of the abstract (German)

Spinabhängige elektronische Transporteigenschaften mesoskopischer Systeme werden mithilfe des Nichtgleichgewichts-Greensfunktionsformalismus untersucht. Im ersten Teil untersuchen wir den Einfluss kurzreichweitiger Elektron-Elektron Wechselwirkungen auf den Leitwert von Quantenpunktkontakten, wo in Experimenten häufig die 0.7-Anomalie beobachtet wird. Die Abstoßung von Elektronen ...

Translation of the abstract (German)

Spinabhängige elektronische Transporteigenschaften mesoskopischer Systeme werden
mithilfe des Nichtgleichgewichts-Greensfunktionsformalismus untersucht. Im
ersten Teil untersuchen wir den Einfluss kurzreichweitiger Elektron-Elektron
Wechselwirkungen auf den Leitwert von Quantenpunktkontakten, wo in Experimenten
häufig die 0.7-Anomalie beobachtet wird. Die Abstoßung von Elektronen mit
unterschiedlichem Spin führt zu einer Spinaufspaltung im Energiespektrum, was
ein 0.7-Plateau unter der ersten Leitwertstufe verursacht. Des Weiteren werden
sowohl die Magnetfeld- und Temperaturabhängigkeit untersucht, als auch die
Unterdrückung des Schrotrauschens und 0.7-Analoge. Der zweite Teil beschäftigt
sich mit dem nichtlinearen Transportregime, wobei der elektrostatische
Spannungsabfall selbstkonsistent mit der Landungsumverteilung berechnet wird. In
diesem Regime untersuchen wir die Transporteigenschaften von ballistischen
Ladungs- und Spinratschen.

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