Spin-phonon interaction on magnetic adatoms

Abstract

El estudio de átomos individuales magnéticos depositados en superficies, también llamados adátomos, esactualmente foco de un gran interés tanto científico como tecnológico debido a su potencial uso para lacreación de qubits o memorias magnéticas. Con el objetivo final de lograr su control y estabilidad,estudiar las propiedades de estos sistemas y comprender el efecto de posibles interacciones externas esesencial para progresan en este aspecto. Sin duda, uno de los aspectos más importantes es comprendercómo afectan las vibraciones del sustrato, es decir los fonones, a la estabilidad magnética de los adátomos. Aunque las evidencias experimentales indican que los fonones podrían desestabilizar los adatomos, se desconoce por completo en qué grado afectan a las propiedades electrónicas o a suestabilidad magnética. De hecho, esta cuestión central no ha sido abordada aún teóricamente debido al alto grado de dificultad técnica asociado al cálculo preciso de la interacción electrón-fonón. En este contexto, en esta tesis abordamos el problema desde un punto de vista de primeros principios, analizando en particular el sistema Fe/MgO/Ag(100) como referencia para nuestros estudios. En primer lugar,analizando el efecto de la interacción electrón-fonón en la estructura electrónica del sistema, revelando los detalles del sistema que más influencia tienen, prestando particular atención al rol del substrato MgO/Ag(100). Finalmente, presentamos una metodología novedosa para describir la relajación de los estados magnéticos observada experimentalmente. Nuestros cálculos del tiempo de vida muestran una buena concordancia con los experimentos realizados en el mismo sistema. Esto demuestra que el método presentado captura con éxito las características necesarias para una descripción adecuada del problema, lo que nos permite estudiar en detalle el efecto de las vibraciones en la estabilidad del magnética del adátomos,, ayudando en la interpretación de los datos experimentales.