Electrónica del grafeno

Estructura Cristalina

A traves del tiempo..

Propiedades

Carbono

Grafito

Diamante

Estructura cubica cristalina

Laminas apiladas faciles de separar

Cristal bidimensional más delgado de la naturaleza

1960

1980

Siglo pasado

1990

2000

Espesor

Propiedades

Red de grafeno

Grafito

Laminas delgadas

Membranas de grafeno

Masa

Poliacetileno

De un átomo

Cadena larga de átomos de carbono

3 ángtroms

Algunos enlaces de H saturados

Fullereno

Sesenta atomos de carbono

C60

Estirarse

10%

Reversible

Nanotubos de carbono

Laminas de grafito

Soporta metales pesados

Sin deformación

Espesor: 1 atomo

Grafeno

4 o 10 veces mayor a la del C

2005

Planas con rugosidades noscópicas

Posibilidad de expandirse más que otro material cristalino

Rigidez excepcional

Obtención de grafeno

Formas mas eficiente y eficaz

Fuentes de obtencion

Carburo de silicio

Superficie de metales

Descomposicion de moleculas absorbidas

Evaporizacion de silicio

Superconductores de alta temperatura

Estudio del grafeno

Grafeno

Unico material constituido

Material mas bidimensional

Bidimensional

Una sola capa de atomos

Propiedad electrónicas

Extrínsecas

Electronicas

Inusuales

Permiten modificarse externamente

Objeto que es todo él su superficie

Más expuesto a influencias del medio externo

Procesos de síntesis y crecimiento

Presíón atmosférica

Temperatura ambiente o más elevada

No permite un control preciso del entorno

Conducción

No iguala a semiconductores

Observar procesos

Efecto Hall cuántico

A pesar de la limitada calidad

Grafeno

Análoga

Dirección de su movimiento

Espín de un electron vacío

Naturaleza ondulatoria de los electrones

Induce su difracción por la red cristalina

Bandas del Grafeno

Genera regiones prohibidas de energía

Invariable a lo largo del tiempo

Proximidades del nivel de Fermi

Positivo

Negativo

Cuando el pseudoespin

Misma orientación

Cuando el pseudoespin

Diferente orientación

P

Rebote de portadores de carga

Colisión con impurezas

Singularidad cónica

Dependencia de la energía en función del momento del electrón

Metales

Brecha energética

Banda de valencia

Conducción nula

Facilita el paso de los electrones

De cono inferior a cono superior

Semiconductores

Portadores

Electrones

Huecos

Corriente de electrones

Corriente de huecos

Ocupación del valle del cono superior

Vaciado de los niveles más energéticos del cono inferior

Portadores de carga

Inercia

Masa efectiva

Defectos particulares de la red

Su existencia

Significa

Barreras de potencial para localizar semiconductores

Fabricar transistores

Interacción compleja

Campos electroestáticos

Complica el diseño de dispositivos de grafeno

Diferencia entre

Electrones ordinarios

Difracción de una partícula que cruza una barrera por una doble rendija

Campos de aforo

Modifica en su desplazamiento

Partículas

Interacciones Complejas

Cambia su estado interno

Carga eléctrica en un metal

Está apantallada por los electrones del metal

Interacciones entre los propios electrones

Adicionar fuerzas

Cambia su trayectoria

Materiales aislantes

La existencia de una brecha de energías prohibidas

Ejemplo

Campo electromagnético

Permite ignorar el efecto de repulsión

Describir propiedades del grafeno

Dinámica de electrones alrededor de ciertos defectos de la red

Estructura de bandas

No permite a los electrones apantallar

Pontenciales electrostáticos

Problema de cálculo

Mecánica cuántica

Incluir campos electromagnéticos

Propiedades análogas

Electrones de alta energía en el vacío

Deformaciones de largo alcance a la red cistalina

Tratamiento del efecto de las interacciones

Métodos

Conceptos

Electrodinámica cuántica

Modifica el movimiento lineal

Cambio en la fase de función
de la onda