Magnetic dynamics and spin currents in quantum spin systems strongly coupled to environment

Abstract

Wir untersuchen verschiedene Möglichkeiten der Steuerung der magnetischen Dynamik, des Spinstroms sowie von weiteren Materialeigenschaften in Heterostrukturen von topologische Isolatoren und darauf deponierten magnetischen Atomen, sowie in verdünnten magnetischen Halbleitern. Eine fundamentale Analyse der elektronischen Struktur einschließlich der Spin-Orbit-Kopplung ist für die Entwicklung von interessanten spinbezogenen Phänomenen an den Grenzflächen wichtig. Der Einfluß von Verzerrung auf die magnetischen Anisotropien in verdünnten magnetischen Halbleitern wurde klassifiziert. Darüber hinaus wurde die magnetische Dynamik der auf dem Substrat abgeschiedenen Adatome verwendet, um die elektronische Struktur der Unterschicht zu kontrollieren. Ein zeitabhängiger Antriebsmechanismus wurde identifiziert Kommunikationsprotokoll der Quantenzustandsübertragung beinhaltet. Die Vielteilchen-Lokalisierungsphase für eine Spin-frustrierte Kette wurde bestätigt sowie eine neue Methode zum Finden der kritischen Unordungsstärke für das Auftreten der Vielteilchenlokalisierung vorgeschlagen.

We investigate ways of controlling the magnetic dynamic, spin currents and other materials properties in topological insulators interfaces with non-collinear magnetic structure, and also in dilute magnetic semiconductors. A fundamental analysis of the electronic structure including spin-orbit coupling is relevant for engineering interesting spin related phenomena at the interfaces. The effect of strain on magnetic anisotropy in dilute magnetic semiconductors was classified. Moreover, the magnetic dynamic of adatoms deposited on the substrate was used to moderate the electronic structure of the sublayer. An appropriate time-dependent driving mechanism was identified that allows for an improved communication protocol of the quantum state transfer. The many-body localization phase for a spin-frustrated chain was confirmed, and a new method for estimating the critical disorder for its appearance has been inferred.