5to conversatorio ciclo a2011 espintronica
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Dictado por el Dr. Pedro GrimaEspintronicaLugar Universidad de los Andes ULA Facultad de CienciasDía 18/05/2011TRANSCRIPT
Dr. Pedro Grima Gallardo
Dos nuevas tecnologías parecen revolucionar el actual campo de la
física de dispositivos:
"Nanodominios magnéticos en aleaciones
semiconductoras"
física de dispositivos:
la Espintrónica y y y y la Nanotecnología. . . .
La La Nanotecnología
se refiere a los fenómenos inéditos de la materia cuando ésta se organiza en
partículas cuyo diámetro es del orden de algunos nanómetros (10-9 metros). de algunos nanómetros (10 metros).
Está basada en la información que puede almacenarse y distribuirse en el espín
del electrón.
La Espintrónica La Espintrónica
El Redescubrimiento
del electrón
Hasta ahora había sido imposible fotografiar electrones ya
http://www.microsiervos.com/archivo/ciencia/el-
electron-la-pelicula.html
El momento magnético de espín puede estar orientado en cualquier dirección del espacio
se trata de giro y carga del electrón
comunicarse unos con otros
e-e-
se trata de giro y carga del electrón
comunicarse unos con otros
Bit vs qubit
Un bit es la unidad básica de información en un computador. Un bit es siempre 0 o 1.
Un qubit es similar al clásico bit, pero también muy diferente. Como el bit, un qubit puede tener dos posibles valores—normalmente 0 o 1.
La diferencia es que mientras un bit debe ser0 or 1, un qubit puede ser 0, 1, o una superposición de ambos estados.
Estados
Los Materiales Para la Espintronica
La electrónica que conocemos, desarrollada en el último siglo,
utiliza la carga del electrón (positiva o negativa) y las (positiva o negativa) y las
propiedades de los semiconductores; Es lógico entonces, que la
espintrónica utilice las propiedades de los Semiconductores Magnéticos
(SM) o los Semiconductores Semimagnéticos Diluidos (SSD).
Los Semiconductores Magnéticos (SM) son materiales que exhiben propiedades
semiconductoras y ferromagnetismo; y en donde el átomo magnético no está diluido en
una matriz no-magnética, sino que forma parte intrínseca del material
Los Semiconductores Magnéticos Diluidos (SMD) tienen las mismas propiedades de los semiconductores magnéticos, pero están
basados en los semiconductores tradicionales en donde parte de los átomos no magnéticos
han sido substituidos por átomos magnéticos (metales de transición)
Nuevos e interesantes fenómenos se han encontrado en el estudio de los
SMD por la interacción de los momentos magnéticos y los
portadores de carga, entre otros, la observación de ferromagnetismo
a temperatura ambiente. a temperatura ambiente.
Investigaciones sobre la influencia de la temperatura e interferencia cuántica en la inyección de espines en el régimen cuántico balístico en juntas nanométricas
metal ferromagnético / semiconductor / metal ferromagnético. [F. Mireles and G. Kirczenow,
Europhys. Lett. 59, 107 (2002), Phys. Rev. B 66, 214415 (2002)].
Ferromagnetismo = principio de exclusión de Pauli y la repulsión de Coulomb
El comportamiento de giro colectivafácil de manipular giragran sensibilidad (campos magnéticos)
Acoplamiento spin-órbita
núcleo en reposoelectrón en reposo
Anisotropía magnéticabiestabilidad y la histéresis
memoria magnética
Valores de la Temperatura
critica de Curie para varios
semiconductorsemiconductores de los grupos
II-VI y III-V
También se ha observado la formación de nanodominios magnéticos, lo que permite denominar a algunos SMD como materiales nanoestructurados.
Estudios teóricos predicen que la unión de estas dos tecnologías, la espintronica y la nanotecnología,
podría utilizarse para incrementar considerablemente la eficiencia de
las celdas solares a efecto fotovoltaico, cuya eficiencia fotovoltaico, cuya eficiencia
parece estancada en los últimos años en un valor cercano al 30%.
la Espintrónicayy
la Nanotecnología
DOS < DOS¯
DOS < DOS¯
r-¯ > rr-¯ > r
DOS < DOS¯DOS > DOS¯
~ 100% MR
(Left) A diagram of a quantum dot (Left) A diagram of a quantum dot structure.
(Center) A comparison of solar cells with different levels of doping. (Right) The 3D
potential profile in quantum dot structures.
Image credit: Sablon, et al. ©2011 American Chemical Society.
Referencias