Dictado por el Dr. Pedro Grima Espintronica Lugar Universidad de los Andes ULA Facultad de Ciencias Día 18/05/2011

1. Dr. Pedro Grima Gallardo

2. "Nanodominios magnéticos
en aleaciones
semiconductoras"
Dos nuevas tecnologías parecen
revolucionar el actual campo de la
física de dispositivos:
la Espintrónica y la Nanotecnología.
.

3. 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).

4. La Espintrónica
Está basada en la información que puede
almacenarse y distribuirse en el espín
del electrón.

6. El
Redescubrimiento
del electrón
http://www.microsiervos.com/archivo/ciencia/el-
electron-la-pelicula.html
Hasta ahora había sido
imposible
fotografiar electrones ya

7. El momento magnético
de espín puede estar
orientado en cualquier
dirección del espacio

8. se trata de giro
y carga del electrón
comunicarse unos
con otros
e- e-

9. se trata de giro
y carga del electrón
comunicarse unos
con otros

10. 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 ser
0 or 1, un qubit puede ser 0, 1, o una
superposición de ambos estados.

11. Estados

14. Los Materiales Para la
Espintronica
La electrónica que conocemos,
desarrollada en el último siglo,
utiliza la carga del electrón
(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).

15. 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

16. 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)

17. 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.
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)].

19. Ferromagnetismo = principio de exclusión
de Pauli y la repulsión de Coulomb
El comportamiento de giro colectiva
fácil de manipular gira
gran sensibilidad (campos magnéticos)

20. Acoplamiento spin-órbita
núcleo en reposo
electrón en reposo

21. Anisotropía magnética
biestabilidad y la histéresis
memoria magnética

22. Valores de la
Temperatura
critica de Curie
para varios
semiconductor
es de los grupos
II-VI y III-V

23. También se ha observado la formación de
nanodominios magnéticos, lo que permite
denominar a algunos SMD como materiales
nanoestructurados.

25. 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
parece estancada en los últimos
años en un valor cercano al 30%.

26. la Espintrónica
y
la Nanotecnología

27. DOS­ < DOS¯
DOS­ < DOS¯
r-¯ > r­­
DOS­ < DOS¯ DOS­ > DOS¯
~ 100% MR

28. (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.

30. Referencias