Transporte de espín en nanocontactos y nanohilos

Resum

En esta tesis estudiamos de forma teórica el transporte cuántico de electrones a través de nanocontactos y nanohilos magnéticos con el fin de entender cómo el magnetismo afecta al a conducción eléctrica en la escala atómica. El punto de partida es el formalismo de Landauer qué describe el transporte electrónico en la escala nanométrica como un proceso mecánico-cuántico coherente, y su extensión, el formalismo de funciones de Green fuera de equilibrio (NEGF, "Non-Equilibrium Green's Function formalismo"). Con el fin de entender aspectos básicos del transporte de espín en conductores nanométricos estudiamos primero modelos sencillos de nanohilos magnéticos despreciando tanto los aspectos geométricos como la complejidad del Hamiltoniano y del espacio de Hilbert de un nanocontacto o nanohilo real. El calculo realista del transporte electrónico de nanocontactos y nanohilos requiere una buena descripción de la estructura electrónica y magnética del sistema teniendo en cuenta la estructura atómica concreta. Por tanto nuestro programa ALACANT (Alicante Ab-initio Computation Applied to Nano Transport) implementa el NEGF con métodos de primeros principios para el calculo de la estructura electrónica como son implementados en los programas GAUSSIAN03 y CRYSTAL03. Como una parte de esta tesis hemos extendido el programa ALACANT para poder escribir el transporte de espín sistemas magnéticas. Calculamos el transporte cuántico de electrones en nanocontactos de Ni puro con el fin de entender si la formación de una pared de dominio en el nanocontacto podría dar lugar a la la llamada magneto-resistencia balística (BMR, "Ballistic Magneto-Resistnace"). Para nanocontactos de Ni obtenemos valores de BMR más bien moderados por el hecho de que la conducción eléctrica del nanocontacto esta dominada por los electrones que no están afectadas por la formación de un dominio por no estar polarizados de espín. En cambio nuestros cálculos de cadenas atóm