Curriculum Vitae di Fabio Cavaliere

Curriculum Vitae di Fabio
Cavaliere
Informazioni Personali
Cognome/Nome
Cittadinanza
Data di nascita
Sesso
Stato civile
Date
Cavaliere Fabio
Italiana
05/03/1976
Maschio
Coniugato dal 13/5/2006 con Capelli Cristina
31/01/2009-31/01/2010
Posizione
Assegno di Ricerca
Datore di lavoro
Università di Genova
Date
31/01/2008-31/01/2009
Posizione
Assegno di Ricerca
Datore di lavoro
Università di Genova
Date
15/02/2007-31/01/2008
Posizione
Assegno di Ricerca
Datore di lavoro
Università di Genova
Date
15/02/2006-15/02/2007
Posizione
Assegno di Ricerca
Datore di lavoro
Università di Genova
Date
Posizione
Datore di lavoro
Date
Posizione
Datore di lavoro
Date
15/02/2005-15/02/2006
Borsa di Studio
Università di Genova
01/10/2003-30/11/2004
Contratto di Collaborazione Coordinata e Continuativa
Università di Genova
01/02/2003-30/09/2003
Posizione
Borsa di Studio
Datore di lavoro
Unità di Genova
Date
Posizione
Datore di lavoro
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Cavaliere Fabio
15/01/2002-30/11/2002
Contratto di Collaborazione Coordinata e Continuativa
Università di Genova
Data
Posizione
Datore di lavoro
Date
Tipologia di contratto
Datore di lavoro
01/2002
Contratto di collaborazione scientifica
Universitaet Leoben (Austria)
01/07/2001-31/12/2001
Contratto di Collaborazione Coordinata e Continuativa
Università di Genova
Curriculum Studiorum
Date
Titolo di studio conseguito
Istituto
Valutazione
Date
Titolo di studio conseguito
Istituto
Relatori
Valutazione
Date
Titolo di Studio conseguito
1990-1995
Diploma di Maturità Scientifica
Scuola Media Superiore “Leonardo Da Vinci” – Genova
60/60 cum laude
1995-2001
Laurea in Fisica
Titolo della tesi “Trasporto in un quantum dot: effetti di spin”
Dipartimento di Fisica – Università di Genova
Prof. Maura Sassetti, Prof. Franco Napoli
110/110 cum laude
2002-2005
Doktor der Naturwissenschaften
Equipollente a Dottorato di ricerca in Fisica Italiano
(decreto del Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca n. 1606 del 16/02/2009)
Titolo della tesi “Spin and correlation effects in mesoscopic transport and noise”
Istituto
Relatori
Valutazione
I. Institut fuer Theoretische Physik – Universitaet Hamburg
Tesi scritta: Prof. B. Kramer, Prof. Maura Sassetti. Per la discussione orale: Prof. B. Kramer e Prof. T.
Brandes.
“Sehr Gut” (1.0)
Conoscenze linguistiche
Italiano
Madrelingua
Inglese letto
Ottimo
Inglese scritto
Buono
Inglese orale
Buono
Attività Scientifica
La mia attività scientifica si svolge nell’ambito della fisica mesoscopica e si occupa, in particolare,
dello studio delle proprietà di trasporto di carica e di spin e delle correlazioni in sistemi mesoscopici
interagenti quali punti quantici (“quantum dots”), anelli quantici (“quantum wires”) e sistemi
nanoelettromeccanici (NEMS). Questo studio è di grande attualità, specie in relazione alle molte
innovazioni tecnologiche che hanno reso possibile il controllo e l’implementazione di dispositivi
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Cavaliere Fabio
elettronici su scala nanometrica nell’ambito dei sistemi a semiconduttore e in materiali innovativi come
nanotubi di carbonio. Vi sono inoltre diverse ricadute nella branca della computazione quantistica, alla
luce delle numerevoli proposte di utilizzo del grado di libertà di spin degli elettroni nello stato solido
per codificare l’informazione. Nel seguito, delineerò brevemente i principali risultati da me ottenuti.
a) Punti quantici ed anelli quantici
A partire dalla mia tesi di Laurea, ho investigato fili e punti quantici unidimensionali, concentrandomi
sulla dinamica dello spin elettronico e sugli effetti delle interazioni elettroniche sulle proprietà di
trasporto delle strutture sopra menzionate, ottenendo diversi risultati originali. Il principale è stato la
caratterizzazione della conduttanza differenziale negativa che si manifesta, in regime di trasporto
sequenziale nonlineare, in un punto quantico unidimensionale con barriere di tunneling asimmetriche
a causa di un intrappolamento dinamico degli elettroni in stati eccitati del sistema a spin elevato. Tale
intrappolamento è indotto dal carattere peculiare delle eccitazioni collettive di carica e spin presenti in
sistemi unidimensionali, che sono ben descritti dalla teoria del liquido di Luttinger. Ho inoltre studiato
come la posizione e la legge di scaling dei picchi di conduttanza in regime lineare siano influenzate
dalle interazioni elettroniche e dal grado di libertà di spin.
In seguito, mi sono occupato dello studio delle fluttuazioni di corrente analizzando il rumore di carica
(correlatore corrente—corrente). Per sistemi elettronici interagenti, ci si attende generalmente che la
statistica dei portatori di carica sia sub-Poissoniana, ovvero che il rumore sia ridotto rispetto al limite
Poissoniano, segnalando pertanto la presenza di correlazioni negative tra gli eventi di trasporto.
Tuttavia, in particolari condizioni di trasporto, è possibile ottenere un livello di rumore che eccede il
limite Poissoniano. Studiando un anello quantico unidimensionale, ho analizzato in dettaglio uno dei
suddetti regimi e ho mostrato come l’incremento di rumore sia causato da un fenomeno di “bunching”
(raggruppamento) degli eventi di trasporto, che induce forti fluttuazioni nella distribuzione dei tempi di
attraversamento degli elettroni nel sistema caratterizzando fortemente la dinamica di trasporto.
Ho collaborato con il gruppo sperimentale del Prof. R. Haug (Università di Hannover) analizzando
misure di trasporto lineare e nonlineare ottenute in punti quantici planari in presenza di campo
magnetico. Tali misure evidenziano pattern regolari di conduttanza differenziale negativa nel trasporto
nonlineare, al variare del campo magnetico esterno. Tale fenomeno è stato spiegato ipotizzando un
meccanismo di intrappolamento dinamico degli stati eccitati del sistema, adottando un modello
semifenomenologico. L’accordo della teoria con i dati sperimentali è stato molto soddisfacente.
Ho poi studiato le proprietà dello stato fondamentale di un punto quantico planare e circolare confinato
armonicamente, in presenza di un campo magnetico. In particolare, ho esteso la tecnica di HartreeFock spazialmente non ristretta, adottata nel passato per lo studio di questi sistemi, applicando
sistematicamente tecniche di proiezione atte a reinstaurare le simmetrie rotazionale e di spin totale.
Queste ultime, usualmente violate dal metodo di Hartree-Fock sopra menzionato, sono indispensabili
per una corretta descrizione del sistema in esame. Il metodo delle proiezioni è particolarmente
promettente in quanto permette di ottenere stime dell’energia dello stato fondamentale migliori rispetto
ad Hartree-Fock, ma anche di ottenere tutti i numeri quantici degli stati del dot. Abbiamo mostrato
come questa tecnica permetta di confermare le regole di Hund, violate da Hartree-Fock ma predette
da calcoli quali diagonalizzazioni esatte. La leggerezza computazionale della procedura ci ha
permesso di studiare dot contenenti sino a dodici elettroni, per i quali una analisi mediante tecniche
quali diagonalizzazioni esatte o quantum Montecarlo sono impossibili o altamente complicate.
b) Sistemi nanoelettromeccanici (NEMS)
Ho affrontato lo studio di un NEMS, modellato come un punto quantico in cui i gradi di libertà
elettronici sono accoppiati ad un modo vibrazionale. Ho innanzitutto considerato gli effetti di un bagno
dissipativo, studiando le dinamiche di corrente e rumore nel regime di trasporto sequenziale. A causa
della competizione tra la dissipazione e l’accoppiamento con il modo vibrazionale, le fluttuazioni di
corrente del sistema presentano una peculiare soppressione del rispetto ai minimi valori ottenibili in
punti quantici. Tale soppressione è legata ad una dinamica di eccitazione/diseccitazione dei livelli
vibrazionali della molecola cui il punto quantico è accoppiato. Come prosecuzione di questa ricerca,
ho concentrato l’attenzione sulle proprietà dell’oscillatore armonico in tale sistema. Qui, uno studio
delle fluttuazioni del numero di occupazione dell’oscillatore ha evidenziato la presenza di regimi di
asimmetria delle barriere e di intensità dell’accoppiamento elettrone-fonone in cui dette fluttuazioni
sono soppresse rispetto al limite Poissoniano, in contrasto con le più usuali distribuzioni superPoissoniane associate a gradi di libertà bosonici.
Competenze Tecniche
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Cavaliere Fabio
Conoscenza approfondita di svariate tecniche analitiche per lo studio della dinamica fuori equilibrio di
sistemi interagenti a ridotta dimensionalità, tra le quali integrali di cammino, rate equation, equazioni
maestre generalizzate e approcci diagrammatici real-time.
Ottima ed approfondita conoscenza di sistemi operativi Unix-like, dei linguaggi di programmazione C e
Fortran 77/90, di svariate tecniche di calcolo numerico e di tecniche di programmazione parallela su
sistemi a memoria condivisa (pthread) e distribuita (MPI).
Didattica
Date
Istituto
Titolare del corso
Attività
Date
Istituto
Titolare del corso
Attività
Date
Istituto
Posizione ricoperta
Supervisore
Attività
Date
Istituto
Posizione ricoperta
Supervisore
Attività
Date
Anni scolastici 2006-2007 e 2007-2008
Deledda International School (2006-2007), Genoa International School (2007-2008)
Dr. Fabio Cavaliere
Docente del corso “Physics HL” per il programma IBO svolto dalla scuola privata “Deledda
International School” (poi denominata “Genoa International School”)
Anni accademici 2005-2006 e 2006-2007
Facoltà di Ingegneria dell’Università di Genova
Prof. Maura Sassetti
Attività didattica comprendente lezioni di ottica geometrica e meccanica quantistica per il corso di
FISICA PER L’INGEGNERIA MECCANICA 1 per la Laurea specialistica in Ingegneria Meccanica
Anno accademico 2004-2005
Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Genova
Tutor
Prof. Giuliana Tommei
Attività di Supporto alla didattica per i corsi di FISICA GENERALE per Scienze Naturali e Scienze
Ambientali
Anni accademici 2002-2003 e 2003-2004
Facoltà di Ingegneria dell’Università di Genova
Tutor
Prof. Maria Grazia Dondi
Attività di Supporto alla didattica per il corso di FISICA GENERALE I (ME)
Anno accademico 2002-2003
Istituto
Dipartimento di Fisica dell’Università di Genova
Attività
Ciclo di lezioni sul liquido di Luttinger per il corso di Fisica teorica della scuola di dottorato in Fisica
dell’Università di Genova.
Partecipazione a Progetti di
Ricerca Italiani
Date
Progetto
Date
Progetto
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2005-2007
PRIN05 – Cofinanziamento MURST “Rumore in nanodispositivi con forti interazioni locali”
2002-2004
Progetto MIUR: FIRB su programma Nanotecnologie, microtecnologie, sviluppo integrato dei materiali
“Dispositivi nanostrutturati di ossidi perovskitici, trasporto e coerenza quantistica”
Date
Progetto
Date
Progetto
2002-2004
PRIN02 – Cofinanziamento MURST “Effetti di spin in nanostrutture”
2001-2002
PRIN00 – Cofinanziamento MURST “Effetti quantistici in Sistemi a Stato Solido di Bassa
Dimensionalità”
Partecipazione a Progetti di
Ricerca Europei
2004
Date 2004-2007
Progetto RTN Marie Curie Action – “Fundamentals of Nanoelectronics”
Date 2001-2003
Progetto RTN, HPRN-CT00-00144 – “Nanoscale Dynamics, Coherence and Computation”
Date 2001-2002
Progetto TMR, FMRX-CT98-0180 – “Quantum Electron Transport in the Frequency and Time domain”
Idoneità in concorsi pubblici
Idoneo al concorso pubblico CNR per titoli ed esami per la copertura di complessivi novantotto
posti di terzo livello professionale, bando 364.13, raggruppamento ordinario III, codice posizione
RM36/1
Afferenza ad Istituti di Ricerca
Italiani
2002-2007
Laboratory of Innovative and Artificial Materials (LAMIA)
2000-2003
Istituto Nazionale di Fisica della Materia (INFM)
Partecipazione a conferenze
Nazionali ed Internazionali
Date
22/03/09 – 27/03/09
Titolo
DPG “Spring Meeting” -- Frühjahrstagung des Arbeitskreises Festkörperphysik bei der DPG
Luogo
Dresden (Germania)
Contributo Talk “Charge and spin pumping through quantum dots beyond the adiabatic regime”
Date
28/07/08 – 02/08/08
Titolo
FQMT08 – Frontiers of Quantum and Mesoscopic Thermodynamics
Luogo
Prague (Rep. Ceca)
Contributo Poster “Ground state and transport properties of circular quantum dots employing the spin projected
unrestricted Hartree-Fock method”
Date
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07/04/08 – 11/04/08
Titolo
RTN Nano Meeting 2008 – Fundamentals of Nanoelectronics
Luogo
Bremen (Germania)
Contributo Talk “Ground state and transport properties of circular quantum dots employing the spin projected
unrestricted Hartree-Fock method”
Date
16/07/2007 -- 20/07/2007
Titolo
EP2DS 17-13 MSS International Conference
Luogo
Genova (Italia)
Contributo
Poster “Spin and rotational symmetries in unrestricted Hartree-Fock states of quantum dots”
Date
03/09/2005 -- 08/09/2005
Titolo
International Conference “Fundamental problems of mesoscopic physics: quantum decoherence and
entanglement in meoscopcs”
Luogo
Acquafredda di Maratea (Italia)
Contributo
Poster “Spin in the transport spectra of a quantum dot with a complex geometry in a magnetic field”
Date
19/09/2004 -- 23/09/2004
Titolo
International Workshop “Nanoscale dynamics and quantum coherence”
Luogo
Hamburg (Germania)
Contributo
Talk “Spin-charge separation and negative differential conductance in 1D quantum dots”
Date
26/04/2004 – 27/04/2004
Titolo
F11-2004 Statistical mechanics and field theory
Luogo
Genova (Italia)
Contributo
Invited talk “Transport properties and noise correlations in interacting mesoscopic physics”
Date
28/03/2004 -- 01/04/2004
Titolo
29th conferente of the Middle European Cooperation in Statistical Physics (MECO)
Luogo
Bratislava (Slovakia)
Contributo
Poster “Spin-charge separation and negative differential conductance”
Date
08/03/2004 -- 12/03/2004
Titolo
DPG “Spring Meeting” -- Frühjahrstagung des Arbeitskreises Festkörperphysik bei der DPG
Luogo
Regensburg (Germania)
Contributo
Talk “Spin-charge separation in one-dimensional quantum dots: nonlinear transport and negative
differential conductance”
Date
06/09/2003 -- 11/09/2003
Titolo
NATO Advanced research workshop “Fundamental problema of mesoscopic physics”
Luogo
granata (Spagna)
Contributo
Poster “Spin-charge separation and negative differential conductance”
Date
01/09/2003 -- 05/09/2003
Titolo
Euroconference 2003 – “Spin and charge transport in nanostructures””
Luogo
Braga (Portogallo)
Contributo
Date
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Poster “Spin-charge separation and negative differential conductance”
23/06/2003 -- 25/06/2003
Titolo
INFM Meeting
Luogo
Genova (Italia)
Contributo
Poster “Spin-charge separation and negative differential conductance”
Date
21/10/2002 – 24/10/2002
Titolo
WE-Heraeues-Seminar “Quantum transport through nano-wires, point contacts and near interfaces”
Luogo
Bad Honnef (Germania)
Contributo
Poster “Theory of measuring the Luttinger-g of a one-dimensional quantum wire”
Date
22/03/2002 -- 24/03/2002
Titolo
INFM Meeting “XXI Convegno di fisica teorica e struttura della materia”
Luogo
Fai della Paganella (Italia)
Contributo
Poster “Non-universal power laws in transport through one dimensional quantum dots”
Date
02/01/2002 -- 06/01/2002
Titolo
TMR Meeting “Space-, Frequency-, and Time-resolved quantum transport”
Luogo
Bad Kleinkircheim (Austria)
Contributo
Poster “Control of spin in 1D quantum dots with non-Fermi liquid correlations”
Partecipazione a scuole
internazionali
Date
06/08/2007 – 18/08/2007
Titolo
The fourth Windsor Summer School on Condensed Matter Theory
Luogo
Windsor (Inghilterra)
Contributo
Poster “Spin and rotational symmetries in unrestricted Hartree-Fock states of quantum dots”
Date
02/04/2006 – 07/04/2006
Titolo
Marie Curie Advanced Study institute “Quantum optics and computation”
Luogo
Riomaggiore (Italia)
Contributo
Collaborazione all’organizzazione
Date
09/07/2002 -- 19/07/2002
Titolo
International school of physics “Enrico Fermi” corse CLI “quantum phenomena in mesoscopic
systems”
Luogo
Varenna (Italia)
Contributo
Poster “Non-universal power laws in transport through one dimensional quantum dots”
Date
12/10/2001 – 17/10/2001
Titolo
DPG Schule fuer Physik: “Electronic Nanostructures”
Luogo
Bad-Honnef (Germania)
Contributo
Poster “Control of spin in 1D quantum dots with non-Fermi liquid correlations”
Date
03/09/2000 -- 09/09/2000
Titolo
TMR Advanced research school “Space-, Frequency-, and Time-resolved quantum transport”
Luogo
Hamburg (Germania)
Inviti presso Università
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Data
Luogo
Contributo
Data
Luogo
Contributo
Data
Luogo
Date
Luogo
Data
Luogo
Contributo
20/10/08-20/11/08
Duisburg (Germania) – Gruppo di Fisica Teorica del Prof. Dr. J. Koenig
Invited talk “Out-of-equilibrium phonon distribution of nanoelectromechanical systems”
28/01/08
Modena – Centro Nazionale S3 INFM-CNR
Invited talk “Phonon distribution and relaxation effects in nanoelectromechanical systems”
03/10/08 – 06/10/08
Jacobs University Bremen – Bremen (Germania)
25/07/06 -- 29/07/06
International University Bremen -- Bremen (Germania)
17/06//2003
I. Institut fuer Theoretische Physik – Universitaet Hamburg (Germania)
Invited talk “Spin-charge separation and negative differential conductance”
Pubblicazioni Scientifiche su
riviste internazionali con
referee
Anno 2009
Autori F. Cavaliere, M. Governale, and J. König
Titolo “Non-adiabatic pumping through interacting quantum dots”
Rivista Submitted to Physical Review Letters
Anno 2009
Autori F. Cavaliere, and U. De Giovannini
Titolo “General Hartree-Fock method and symmetry breaking in quantum dots”
Rivista To be published on Physica E
Anno 2008
Autori M. Merlo, F. Haupt, F. Cavaliere, and M. Sassetti
Titolo “Sub-Poissonian phononic population in a nanoelectromechanical system”
Rivista New Journal of Physics, New J. Phys. 10, 023008
Anno 2008
Autori U. De Giovannini, F. Cavaliere, R. Cenni, M. Sassetti, and B. Kramer
Titolo “Spin-projected unrestricted Hartree-Fock ground states for Harmonic quantum dots”
Rivista Physical Review B 77, 035325
Anno 2008
Autori F. Cavaliere, U. De Giovannini, R. Cenni, M. Sassetti, and B. Kramer
Titolo “Magnetic field dependence of quantum dot ground states”
Rivista Physica E 40, 1427
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Cavaliere Fabio
Anno 2008
Autori F. Haupt, F. Cavaliere, R. Fazio, and M. Sassetti
Titolo “Suppression of the Fano factor in nanoelectromechanical systems”
Rivista Physica E 40, 1267
Anno 2007
Autori U. De Giovannini, F. Cavaliere, R. Cenni, M. Sassetti, and B. Kramer
Titolo “Spin and rotational symmetries in unrestricted Hartree Fock states of quantum dots”
Rivista New Journal of Physics 9, 93
Anno 2006
Autori M.C. Rogge, F. Cavaliere, M. Sassetti, R. J. Haug, and B. Kramer
Titolo “Negative conductance patterns of quantum dots: experiment and theory”
Rivista New Journal of Physics 8, 298
Anno 2006
Autori M. Rogge, F. Cavaliere, M. Sassetti, R. Haug, and B. Kramer
Titolo “Spin and negative differential conductance in the transport through a quantum dot in a magnetic field”
Rivista Physica E 32, 442
Anno 2006
Autori F. Haupt, F. Cavaliere, R. Fazio, and M. Sassetti
Titolo “Anomalous suppression of the shot noise in a nanoelectromechanical system”
Rivista Physical Review B 74, 205328
Selezionato da: Virtual Journal of Nanoscience and Technology vol. 14, issue 23 (2006)
Anno 2005
Autori F. Cavaliere, F. Haupt, R. Fazio, and M. Sassetti
Titolo “Shot noise in charge and magnetization currents of a quantum ring”
Rivista Physical Review B 71, 235325
Selezionato da: Virtual Journal of Nanoscience and Technology vol. 12, issue 2 (2005)
Anno 2004
Autori B. Kramer, K. Dittmer, S. Debald, J. Ohe, F. Cavaliere, and M. Sassetti
Titolo “Spin transport through nanostructures”
Rivista Materials Science (Poland) 22, 445
Anno 2004
Autori F. Cavaliere, A. Braggio, M. Sassetti, and B. Kramer
Titolo “Spin effects in transport through non-Fermi-liquid quantum dots”
Rivista Physical Review B 70, 125323
Selezionato da: Virtual Journal of Nanoscience and Technology vol. 10, issue 15 (2004)
Anno 2004
Autori M. Sassetti, F. Cavaliere, and B. Kramer
Titolo “Transport properties of quantum wires”
Rivista Solid State Communications 131, 647
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Cavaliere Fabio
Anno 2004
Autori F. Cavaliere, A. Braggio, J. T. Stockburger, M. Sassetti, and B. Kramer
Titolo “Negative differential conductance induced by spin-charge separation”
Rivista Physical Review Letters 93, 036803
Selezionato da: Virtual Journal of Nanoscience and Technology vol. 10, issue 4 (2004)
Anno 2002
Autori T. Kleimann, F. Cavaliere, M. Sassetti, and B. Kramer
Titolo “Theory of measuring the Luttinger g of a one-dimensional quantum dot”
Rivista Physical Review B 66, 165311
Selezionato da: Virtual Journal of Nanoscience and Technology vol. 6, issue 18 (2002)
Capitoli di libro su invito
Anno 2004
Autori A. Braggio, F. Cavaliere, M. Sassetti and B. Kramer
Titolo “Correlations and spin in transport through quantum dots”
Libro Proceedings of the NATO Advanced Research Workshop, held in Granada, Spain, 6-12 September
2003 Series : NATO Science Series II: Mathematics, Physics and Chemistry, Vol. 154, I. V. Lerner;
B. L. Altshuler; Yu. Gefen Eds., (2004)
ISBN: 1-4020-2192-5
Anno 2004
Autori M. Sassetti, A. Braggio, and F. Cavaliere
Titolo “Spin transport properties of a quantum dot”
Libro “The Anderson Transition and its Ramifications - Disorder, Phase Coherence, and Electron
Interactions”, Lecture Notes in Physics, Vol. 630, p. 259, T. Brandes; S. Ketteman Eds., Springer
Verlag, Berlin (2004)
ISBN: 3-540-40785-5
Anno 2003
Autori M. Sassetti, A. Braggio, F. Cavaliere, T. Kleimann, and B. Kramer
Titolo “Electron transport in quantum wires”
Libro
Proceedings of the International School of Physics “Enrico Fermi”, “Quantum Phenomena
in Mesoscopic Systems”, Course CLI, p. 249, B. Altshuler; V. Tognetti Eds., IOS press (2003)
ISBN: 1-58603-384-0
Proceedings di conferenze
recensite con referee
Anno
2003
Autori
A. Braggio, F. Cavaliere, M. Sassetti, and B. Kramer
Titolo
“Spin transport in quantum dots: effects of non-Fermi liquid correlations”
Libro
Proceedings of the “26th International Conference on the Physics of Semiconductors, Edinburgh
2002”, J. Davies, and A. Long Eds., Institute of Physics Publishing, University of Glasgow, UK (2003)
ISBN: 0-75030-924-5
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