Relaxation & Kohärenz magnetischer Atome auf Oberflächen

Diese Arbeit behandelt die zeitliche Entwicklung von Systemen, die durch einen quantenmechanischen Spin dargestellt werden können. Es wird zunächst ein Einstieg in die grundlegenden Konzepte der Beschreibung und zeitlichen Entwicklung von quantenmechanischen Zuständen gegeben. Diese werden anschließend auf den Spin eines Atoms konkret angewandt, zudem werden die dominanten Wechselwirkungen eines Atoms, das sich auf einer Oberfläche befindet, erläutert. Die bei der Dynamik des Atoms auftretenden Mechanismen, wie Relaxation und Dekohärenz, werden untersucht und anhand eines Spin 1/2 Teilchen wird ein Minimalbeispiel für die gezeigten Konzepte gegeben, die Ergebnisse werden mit der Literatur verglichen. Die Dynamik eines Atoms, welches durch einen ganzzahligen Spin 2 beschrieben werden kann, wird simuliert. Eine Oberfläche wird in Form von magnetischer Anisotropie und einem Magnetfeld berücksichtigt, dabei werden sowohl Atome betrachtet, die sich in einem energieerhaltendem System befinden, als auch Atome, die Energie mit einem umgebenden Bad austauschen. Abhängigkeiten der Relaxations- bzw. Dekohärenzzeit von Parametern der Oberfläche werden erkannt. Zudem wird die Möglichkeit einen Spin zu Refokussieren angesprochen und anhand des entwickelten Computerprogramms, simuliert.