Speaker
Description
El grafeno consiste de un arreglo de átomos de carbono dispuestos en una red tipo panal de abejas. Este material presenta interesantes aplicaciones tecnológicas debido a sus propiedades inusuales, algunas de las cuales están asociadas a su carácter bidimensional [1]. A partir de su descubrimiento y su investigación teórica y experimental, se iniciaron investigaciones buscando otros materiales bidimensionales, iniciándose una nueva rama de la materia condensada [2]. Entre las propiedades del grafeno, resaltan para mencionar el camino libre medio de electrón y el tiempo de relajación de espín, los cuales presentan valores grandes comparados con un sólido convencional. Por ello, el grafeno es material muy prometedor para el transporte de térmico, electrónico y de espín [1,3].
Sin embargo, obtener grafeno con alta pureza es una labor que aún se encuentra en investigación. Las fuentes de impurezas son vacancias, defectos de red (Stone Wales), absorción de átomos, moléculas o clusters. Estas impurezas modifican la estructura electrónica del grafeno y por ende modifican sus propiedades, en particular las propiedades de transporte [4].
En este trabajo, estudiamos el transporte electrónico en cintas de grafeno arm-chair modificado con potenciales del orden nanométrico. El estudio está realizado sin considerar interacciones electrónicas, usando los métodos recursivos de las funciones de Green [7], considerando potenciales del tipo pozo de potencial y gaussiano. Este trabajo se realizó con el fin de simular el transporte electrónico de grafeno con nanopartículas de plata. La justificación del modelo viene de trabajos precedentes que indican la carencia de polarización de espín en cintas de grafeno arm-chair, y que los átomos como el cobre, plata, oro, no modifican las estructura cristalina del grafeno, sin embargo éstos inducen regiones de diferente densidad electrónica lo que es debido a potenciales cuya extensión es del orden de la impureza [5,6]. En general las impurezas pueden ubicarse en cualquier región del grafeno, por lo que todos nuestros resultados se obtuvieron promediando los cálculos de transporte respecto a diversas ubicaciones de los potenciales. Para impurezas del orden del nanómetro (~10nm), nuestros resultados indican que el transporte puede reducirse hasta un 20%, considerando que las impurezas puedan producir potenciales del orden de los 2eV. Este estudio muestra la relación entre transporte eléctrico y el tamaño de impureza, lo que permite sintonizar las propiedades electrónicas del grafeno.
Referencias:
[1] A. H. Castro Neto et al. Rev. Mod. Phys. 81 (2009).
[2] Saptarshi Das et al. Annual Review of Materials Research. Vol. 45:1-27 (2015).
[3] Wei Han et al. Nature Nanotechnology. Vol 9 (2014)
[4] Introduction to Graphene-Based Nanomaterials: From Electronic Structure to Quantum Transport, 2nd edition L. E. F. Foa Torres, S. Roche and J. C. Charlier. Cambridge University Press (2020)
[5] T. O. Wehling et al. Phys. Rev. B 80 (2009).
[6] Martin Amft et al. Journal of Physics: Condensed Matter 23.39 (2011).
[7] Horacio M. Pastawski and Ernesto Medina. “‘Tight Binding’ methods in quantum transport through molecules and small devices: From the coherent to the decoherent description”. In: arXiv e-prints, cond-mat/0103219 (2001).
