Attosecond spectroscopy in the x-ray regime in complex systems

Resumen

El movimiento ultrarrápido de los electrones es una fuerza impulsora de las reacciones químicas y la posibilidad de controlarlo lo convierte en una vía de estudio muy deseable. Esta tesis utiliza la mecánica cuántica de sistemas extendidos para simular experimentos de pump-probe como ATAS en los que los electrones pueden ser promovidos desde bandas internas y luego son libres de moverse a través de bandas que son responsables de las propiedades físicas de los materiales. La herramienta principal que se utilizará es la resolución de la ecuación de Von Neumann para la matriz de densidad en la representación del momento del cristal, por lo que habrá la posibilidad de realizar un seguimiento del movimiento de los electrones en tiempo real. Los temas principales de esta tesis son los solidos hexagonales en 2D, grafeno y hBN, así como su extensión en 3D, grafito. Las simulaciones permitirán promover electrones desde los niveles del núcleo (K edge) hacia bandas cercanas a la energía de Fermi, y todos los espectros que se observarán se muestran sensibles a las principales propiedades de los materiales; en caso de inyección de electrones desde la banda de valencia, además, el ATAS observado realiza un seguimiento de la interferencia que sienten los electrones. Además, se investigarán muchos métodos computacionales relacionados con la computación de alto rendimiento para la resolución de las ecuaciones de Von Neumann, para agilizar las simulaciones, ya que son muy exigentes desde el punto de vista numérico. Las metodologías utilizadas y los resultados obtenidos abren el camino para una comprensión más profunda de la física de los materiales, desde la coherencia electrónica hasta el control de sus estados cuánticos