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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/995| Transporte electrónico dentro y fuera de equilibrio en nanocintas de grafeno Equilibrium and non-equilibrium electronic transport in graphene nanoribbons | |
| Ramón Carrillo Bastos | |
| Francisco Mireles Higuera Nancy Sandler | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Transporte electrónico | |
| Estudiamos el transporte electrónico a través de nanocintas de grafeno armchair y zigzag conectadas a reservorios. Nos enfocamos en dos situaciones físicas, ambas realizables experimentalmente. La primera, el transporte en equilibrio, en particular los efectos de una deformación gaussiana centrosimétrica en la conductancia y la densidad de estados (DOS) con y sin campo magnético. La segunda, el transporte fuera de equilibrio, específicamente la corriente que se genera entre los contactos cuando se disponen, en las dos zonas de conexión, campos eléctricos dependientes del tiempo armónicamente y con una fase relativa, produciendo la llamada corriente de bombeo. En ambos casos los electrones en las nanocintas se describen en la aproximación de amarre fuerte. Para el transporte en equilibrio, independiente del tiempo, utilizamos el método de la función de Green recursiva. Las deformaciones se introducen como cambios locales en la energía de tuneleo (pseudo-campo magnético) y en la energía de sitio (potencial de defor- mación). Los resultados muestran que la deformación disminuye la conductancia, excepto para el rango de energía asociado con el escalón cero (cintas metálicas). Se presentan además cáıdas en la conductancia que generan mínimos locales. Clasificamos estos mínimos en dos categorías, aquellos que se asocian a la presencia de estados confinados, pues se acompañan con la formación de picos en la DOS, y aquellos que se asocian a la mezcla de modos, pues se presentan antes del surgimiento de un escalón en la conductancia. La deformación hace que la DOS local se distribuya en el espacio formando estructuras con una incipiente simetría de 60º, formando seis sectores. Cada uno de estos sectores presenta una asimetría de subred que se alterna entre sectores contiguos. La corriente de bombeo se analiza con el formalismo de Keldysh. Usando la periodicidad en el tiempo del potencial, se desacoplan las ecuaciones fijando una frecuencia de corte y utilizando un método de renormalización. Se presenta el desarrollo de un procedimiento recursivo para la evaluación de las expresiones resultantes y el cálculo de la corriente de bombeo. Con el método presentado se reproducen resultados publicados en la literatura y se exponen resultados preliminares. A frecuencias bajas, la corriente de bombeo muestra el comportamiento lineal con la frecuencia asociado al régimen adiabático. Al aumentar el valor de la frecuencia la corriente oscila cambiando de signo. We study the electronic transport in armchair and zigzag graphene nanoribbons when connected to reservoirs. We focus on two physical situations, both experimentally realizable. The first, considers the effects of a center -symmetrical Gaussian deformation on the equilibrium conductance and density of states of nanoribbons. These studies are extended to include the presence of an external magnetic field. The second situation involves out-of-equilibrium transport. In this case the current (pump current) is generated between equilibrium reservoirs when two time dependent electric fields with a relative phase are applied at the contacts. In both cases the tight binding approximation is used. To study the time independent equilibrium transport, we use the recursive Green function method. The lattice deformation is introduced as a local change in the hopping paramter (pseudo-magnetic field) and the on-site energies (deformation potential). Results show that the presence of the deformation decreases the conductance in all energy ranges except the one associated with the zeroth-plateau. In addition,the conductance exhibits local minima. We classify these minima in two categories: those associated with the presence of confined states, accompanied by peaks in the density of states, and those associated with mode mixing. The deformation distorts the local density of states forming structures with incipient 60º symmetry, creating 6 sectors. Each one of these sectors presents an alternating sublattice occupancy, emphasizing the emergence of sublattice symmetry breaking. The pump current is analyzed with the Keldysh formalism. Since the potential is periodic in time, we decouple the equations for the Green functions by introducing a cut-off frequency and using a renormalization scheme. We present a recursive procedure to evaluate the resulting expressions. With this method we reproduce published results and present preliminary ones for the systems of interest. At low frequencies, the pump current shows the linear behavior with the frequency associated with adiabatic regime. At greater frequencies the current oscillates changing sign. | |
| CICESE | |
| 2014 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Carrillo Bastos, R.2014.Transporte electrónico dentro y fuera de equilibrio en nanocintas de grafeno.Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.112 pp | |
| OTRAS ESPECIALIDADES FÍSICAS | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Física de Materiales |
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