Spin-dependent and non-adiabatic phenomena related to the electron-phonon interaction in nanostructures with strong relativistic corrections

Resumen

En esta tesis se estudian fenómenos no adiabáticos y dependientes del espín del electrón relacionados conla interacción electrón-fonón en nanoestructuras con fuertes correcciones relativistas. Se han realizadocálculos de primeros principios de estructura electrónica y dinámica vibracional basados en la teoría deldensidad del funcional, que permiten abordar el cálculo de la interacción electrón-fonón a partir de lateoría de muchos cuerpos basada en funciones de Green. En la primera parte de este trabajo se analiza elpapel que juega el espín del electrón y el acoplo espín-órbita en la interacción electrón-fonón. Se haaplicado a la monocapa de Tl sobre la superficie de Si(111). Se concluye que la polarización del espíninducida por el acoplo espín-órbita entra de una manera decisiva modulando e incluso suprimiendo lainteracción electrón-fonón en el material. En la segunda parte se estudia la emergencia de efectos noadiabáticos relacionados con la interacción electrón-fonón y regulados por la polarización del espínelectrónico tanto para electrones como para fonones. Se ha investigado la monocapa de MoS2 en funcióndel dopaje electrónico. Se concluye que los efectos no adiabáticos modifican dramáticamente ladispersión de fonones y electrones con la aparición de múltiples cuasi-partículas definidas en el planocomplejo de energía. En el caso de los fonones ópticos en el límite de longitud de onda larga se proponeun nuevo mecanismo físico capaz de entenderse por medio de sencillos modelos como el de Einstein. Enel caso de los electrones se reproducen y explican experimentos de espectroscopía de fotoemisiónrecientemente medidos, identificando tres cuasipartículas, una de las cuales tiene una vida media muylarga a pesar de la fuerte interacción electrón-fonón.