(9ª) Defesa de Tese de Doutorado, de Luis Ismael Asmat López

  

Data Defesa:  27/11/2013 - Horário: 14h

Local: Sala 301 - 3º andar - Bloco B – Campus UFABC Santo André.

 

Título: Tunelamento quântico em sistemas de baixa dimensionalidade baseados em GaAs e Grafeno

 

 

Resumo:

 O transporte de partículas carregadas através de tunelamento quântico é um tema atual e de grande interesse em sistemas da matéria condensada com dimensões reduzidas. O interesse atual e crescente é devido à miniaturização cada vez maior dos dispositivos eletrônicos e aos efeitos de interferência quântica associados com o tunelamento quântico. Esses efeitos podem levar para diferentes aplicações tecnológicas em dispositivos com transferência de informação em altas velocidades. Neste trabalho foi discutido os processos de tunelamento quântico de quase-partículas (tipo elétrons ou tipo buracos) através de barreiras de potencial geradas em sistemas de baixa dimensionalidade. Nestes sistemas da matéria condensada fazemos um estudo sistemático das propriedades de transporte das quase-partículas em função das características das barreiras de tunelamento. Três tipos de tunelamento quântico existentes são abordados em sistemas de baixa dimensionalidade: tunelamento não ressonante, tunelamento ressonante e tunelamento de Klein. Os dois primeiros são estudados em heteroestruturas semicondutoras (baseadas em GaAs/AlGaAs) usando a equação de Schrödinger na aproximação da massa efetiva. Esta aproximação é usada para estudar as correntes de tunelamento através de sistemas formados por diodos de tunelamento ressonante (RTD) e tunelamento através do gás de elétrons bidimensional (2DEG) nanoestruturado. As correntes de tunelamento de Klein (análogo ao caso relativístico) são estudadas no Grafeno usando o método tight-binding na representação de sub-redes A e B, esta representação é associada com o análogo relativístico de pseudo-spin. Em geral, com estes estudos podemos entender a relação entre o tunelamento quântico e a dimensionalidade dos sistemas. 

Finalmente, foram usados esses estudos para abordar três temas ainda em aberto: 

i) A determinação de assinaturas de tunelamento elástico através de cruzamentos e anticruzamentos de estados eletrônicos, usando curvas de correntes para moléculas artificiais. Encontramos aqui, “fingerprints” gerais de cruzamentos e anticruzamentos na forma de linha e comportamento da condutância em função de confinamento elétrico e magnético, os quais podem ser verificados experimentalmente em sistemas baseados em nanoestructuras de GaAs.

ii) A otimização de correntes de tunelamento de Klein polarizadas em uma sub-rede, o qual é necessário devido à existência de uma relação inversa entre o tunelamento de Klein e a polarização de pseudo-spin. Aqui propomos sistemas baseados em fitas de grafeno perturbadas com barreiras de potencial para ser aplicadas como filtros de pseudo-spin e para gerar uma “rede-trônica” de correntes.

iii) Propomos uma espectroscopia da inversão de pseudo-spin, baseada na “rede-trônica” de correntes, para estudar a evolução degenerativa dos análogos relativísticos como o tunelamento de Klein, a inversão de pseudo-spin e a ausência de backscattering, deixando em evidência características das quase-partículas que não tem análogos relativísticos e nem análogos com os semicondutores convencionais. 

Efeitos da desordem e de imperfeições nos sistemas são incluídos para discutir a robustez de nossos resultados, assim como sua aplicabilidade em sistemas experimentais.

 

Candidato:  Luis Ismael Asmat López

Orientador: Prof. Dr. Gustavo Michel Mendoza La Torre

  

Banca Examinadora

Titulares

  • Orientador: Prof. Dr. Gustavo Michel Mendoza La Torre
  • Prof. Dr. Caetano Rodrigues Miranda - UFABC
  • Prof. Dr. Caio Henrique Lewenkopf – UFF    
  • Prof. Dr. Antonio Carlos Seabra – USP         
  • Prof. Dr. Alexandre Reily Rocha - IFT

Suplentes

  • Prof. Dr. Marcos Roberto da Silva Tavares – UFABC
  • Prof. Dr. Adriano Reinaldo Viçoto Benvenho - UFABC
  • Prof. Dr. Luis Gregório G. V. Dias da Silva - USP
  • Prof. Dr. João Milton Pereira Junior - UFC

 

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