Proyectos
Transporte eléctrico en nanoestructuras de grafeno con superconductividad inducida de onda d.
Resumen
El diseño de dispositivos electrónicos cada vez más livianos y compactos ha hecho que el estudio de las propiedades de transporte en nanoestructuras cobre actualmente gran interés. El grafeno [1], al presentar una estructura cristalina hexagonal de un átomo de grosor, constituye una alternativa promisoria en esta dirección ya que exhibe un espectro de energía lineal para sus portadores de carga semejante al de fermiones no masivos de Dirac [2,3]. Recientemente han sido analizadas diferentes junturas a base de grafeno encontrándose evidencia de la paradoja de Klein [4], presentando una amplitud de probabilidad de transmisión de portadores superior a la que se observa en barreras de potencial convencionales lo que favorece notablemente las propiedades de transporte eléctrico. Además en este material es posible modificar el dopaje mediante la aplicación de potenciales eléctricos externos sin necesidad de recurrir a procesos químicos, lo que permite controlar fácilmente su carácter semiconductor (n o p), haciendo del grafeno un excelente candidato para la fabricación de transistores de efecto campo [5] y dispositivos de enfoque de electrones [6 - 8]. Asimismo, el grafeno resulta ser un sistema idóneo para el estudio experimental de diversos efectos cuánticos y relativistas [9]. Por otra parte, es posible inducir superconductividad en el grafeno al ponerlo en contacto con un material superconductor por efecto de proximidad [10,11]. En las interfases entre superconductores y materiales normales se da el fenómeno de las reflexiones de Andreev, en donde un electrón proveniente del material normal se transmite como par de Cooper en el superconductor, reflejando un hueco en la región normal. En materiales normales esta reflexión se da en una dirección completamente opuesta a la de la partícula incidente (retro - reflexión de Andreev). Sin embargo en el grafeno, debido a su estructura de bandas característica, los huecos pueden sufrir un nuevo tipo de reflexión de Andreev denominada especular [12]. Se han analizado junturas con base en grafeno que involucran superconductores como las junturas NSN y NISIN (metales en estado normal (N), superconductores (S) y aislantes (I)), en donde se puede observar el efecto Tomasch, y junturas SNS o tipo Josephson en donde es posible controlar la relación corriente-fase del sistema al modificar el ancho de la región intermedia entre los superconductores [13, 14]. Sin embargo hasta ahora estos estudios se han enfocado principalmente en potenciales de pares de Cooper isotrópicos o simetría de onda s [12 - 14]. En este proyecto se propone calcular las propiedades de transporte eléctrico de junturas que involucren películas de grafeno con superconductividad de tipo d inducida por efecto de proximidad. Esta simetría describe apropiadamente el potencial de pares de los superconductores de alta temperatura y se caracteriza por ser anisótropica, es decir, el potencial de pares de Cooper depende de la dirección del vector de onda de los electrones, presentando direcciones nodales o de brecha superconductora nula [15,16]. Además, se ha que predicho que una estructura cristalina hexagonal favorece la aparición de un tipo de superconductividad no convencional llamada d-quiral, caracterizada por una combinación lineal compleja de parámetros de orden d, y que daría lugar a estados de borde unidireccionales y posibles modos de Majorana, lo que resulta de especial utilidad en el diseño de potenciales dispositivos nanoelectrónicos y de computación cuántica [17].
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA NACIONAL DE PROYECTOS PARA EL FORTALECIMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN, CREACIÓN E INNOVACIÓN DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA 2016-2018
Modalidad:Modalidad Única
Responsable