Batimentos quânticos dependentes do SPIN via STM

Abstract

Neste trabalho investigou-se teoricamente a densidade local de estados (LDOS) sondada por uma ponta de STM de metais hospedando um átomo adsorvido e uma impureza subsuperficial. Modelamos o sistema por meio do Hamiltoniano de Anderson de duas impurezas. Utilizando-se do procedimento da equação de movimento nas funções de Green, derivamos expressões analíticas para a LDOS de dois tipos de hospedeiro: uma superfície metálica e um fio quântico. A LDOS revela oscilações de Friedel e interferência Fano como função da posição da ponta. Essas oscilações dependem fortemente da dimensão do hospedeiro. Encontramos que os números de onda de Fermi dependentes do spin dão origem a batimentos quânticos spin-polarizados na LDOS. Embora a LDOS da superfície mostre um padrão de batimentos amortecidos, ela possui um comportamento oposto no fio quântico. Devido a ausência de amortecimento, o fio opera como um filtro de spins espacialmente resolvido com elevada eficiência.

We theoretically investigate the local density of states (LDOS) probed by an STM tip of ferromagnetic metals hosting a single adatom and a subsurface impurity. We model the system via the two-impurity Anderson Hamiltonian. By using the equation of motion with the relevant Green’s functions, we derive analytical expressions for the LDOS of two host types: a surface and a quantum wire. The LDOS reveals Friedel-like oscillations and Fano interference as a function of the STM tip position. These oscillations strongly depend on the host dimension. Interestingly, we find that the spin-dependent Fermi wave numbers of the hosts give rise to spin-polarized quantum beats in the LDOS. Although the LDOS for the metallic surface shows a damped beating pattern, it exhibits the opposite behavior in the quantum wire. Due to this absence of damping, the wire operates as a spatially resolved spin filter with a high efficiency.