Three-Particle Response Functions in Condensed Matter Physics: Application to Optical Second Harmonic Generation and Chiral Three-Spin Interaction

Iniziando dall'espressione per la funzione di partizione di un sistema quantistico elettronico, ho derivato e analizzato le funzioni di risposta a tre particelle nel contesto della teoria quantistica dei campi in fisica della materia. I corrispondenti diagrammi sono statistati calcolati nella rappresentazione di Matsubara usando il formalismo delle funzioni di Green a temperature finite. Successivamente i risultati ottenuti sono statiapplicati ai seguenti problemi di ineresse. Il primo problema ਠrelativo alle proprietà  ottiche di sistemi con dispersione lineare alla Dirac in 2D e consiste nel calcolo della generazione di armoniche secondarie in questi materiali. Questo approccio ਠstato applicato al caso particolare di sistemi con rottura della simmetria di inversione e puಠessere inclusa in un modello di tipo Grafene grazie ad un termine di massa. Questa situazione ਠrilevante per esempio quando il grafene ਠposto su un substrato isolante con struttura esagonale. tutte le componenti del tensore di risposta sono state calcolate nel caso di grafene su h-BN. Il secondo problema riguarda lo studio dell'interazione tra tre spin che compare in sistemi di spin localizzati interagenti con gli elettroni di conduzione. L'espressione generale per la correzione all'energia di tre particelle ਠstata derivata esplicitamente nel contesto del modello s-d. E' stato dimostrato che un termine chirale corrispondente al prodotto triplo tra tre spin emerge in presenza di un flusso magnetico nel sistema. Altri termini che emergono nel caso di forte interazione spin-elettrone e spin-orbita sono stati classificati. Inoltre il limite continuo del modello con interazione chirale a tre spin (modello micromagnetico) ਠstato sviluppato, iniziando uno studio preliminare della stabilità  di configurazioni topologiche di spin che compare nel sistema per mezzo della interazione chirale introdotta in questa tesi.