Proyectos
TERMOELECTRICIDAD EN SISTEMAS NANOSCÓPICOS
Resumen
Durante el desarrollo de este proyecto se pretende estudiar propiedades termoeléctricas y de transporte (electrónico y térmico), en sistemas de puntos cuánticos (QDs) acoplados entre si, a hilos cuánticos (QWW), nanotubos de carbono (NTC) y superficies. Además de sistemas STM-AFM (Scanning Tunelling Microscopy-Atomic Force Microscopy) acoplados a superficies. En particular se pretende estudiar la física ligada a propiedades de transporte electrónico y térmico en el régimen lineal, que están relacionadas con posibles aplicaciones tecnológicas en: -Spin-trónica (obtención y manipulación de corrientes y estados con spin-polarizado) [1]. -Mecanismos para refrigeración de sistemas mesoscopicos que buscan mejorar la eficiencia en dispositivos macroscópicos, por medio del control del transporte energético (térmico en este caso) en una escala microscópica [2]; así como la obtención experimental de los estados “enmarañados” (entangled states) de la computación cuántica [3]. Se empleará el modelo de la impureza de Anderson (AIM) para describir estados localizados (asociados a QDs y puntas STM) fuertemente interactúantes entre si y con sistemas continuos (superficies, hilos cuánticos, banda de conducción Nanotubos de Carbono). Utilizaremos técnicas para el cálculo de funciones de Green (GF) (método X-boson para el AIM [4], aproximación atómica para el AIM (AP) [5], ecuación de movimiento (EOM) para obtener GF en diferentes ordenes [6], formalismo de Keldysh para GF fuera del equilibrio [7]) además de la teoría de funcional de densidad (DFT), en la aproximación de seudo-potencial y gradiente generalizado (GGA), para describir los estados superficiales [8]. Los nanotubos de carbono (NTC) a considerar son los denominados zig-zag de pared simple (single wall zig-zag carbon nanotube), para los casos metálicos (pueden ser metálicos o aislantes), esto debido a que estamos interesados en la contribución de los electrones de conducción a las propiedades termoeléctricas. Describiremos los NTC en la aproximación tight-binding, para obtener las relaciones de dispersión electrónica [9] y a partir de estas las FG para los electrones de conducción; en particular estamos interesados en estudiar el denominado efecto Kondo orbital (Efecto Kondo SU(4)), obtenido experimentalmente para QDs en un NTC [10] y asociado a la existencia de 2 canales de conducción con quiralidad contraria en el NTC, lo que incluye una degeneresencia de grado 2 en la banda de conducción, adicional a la introducida por el spin electrónico, lo que origina un cambio de simetría para el efecto Kondo, de (SU2 a SU4) [9-11]. Estudiaremos las propiedades termoeléctricas de transporte para un QD inmerso en un NTC, incluyendo implícitamente dentro de la FG del NTC la degeneresencia en la banda de conducción, al trabajar con las relaciones de dispersión tight-binding para el NTC, esto diferenciará nuestro trabajo de otros tratamientos teóricos que incorporan la degeneresencia a partir de la descripción de 2 canales de conducción, cuyas energías se incluyen como parámetros [11]. Esperamos generar predicciones teóricas sobre la viabilidad de emplear los sistemas estudiados y el papel de las interacciones consideradas, en el desarrollo de dispositivos con aplicaciones tecnológicas. En particular esperamos poder motivar trabajo experimental en el área, por ejemplo el empleo de Microscopia de Fuerza Atómica (AFM), disponible en el país, en el estudio de propiedades de transporte electrónico a través de superficies, acopladas a la punta de un AFM.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA NACIONAL DE INVESTIGACIÓN 2009
Modalidad:MODALIDAD I. APOYO A TRAVÉS DE PROYECTOS DIRIGIDO A GRUPOS DE INVESTIGACIÓN CONSOLIDADOS (CLASIFICADOS EN CATEGORÍA “A” y “B” EN EL SISTEMA NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA, A LA FECHA DE APERTURA DE LA PRESENTE CONVOCATORIA)
Responsable