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Juan Carlos GilFrancis VillatoroHéctor SocasMaría RibesGastón Giribetbicapa de grafeno superpuestaángulo entre capas de grafenodiferencia de potencial contacto grafenoexcitación bicapa de grafenografeno y potencial eléctricobicapas de grafeno inducen electronespolarización induce cuasipartículas electróngrafeno polarizaciones opuestasbicapa propagación huecos electronesefecto hall cuántico campos magnéticosefecto Hall cuánticoFrancis Villatoroefecto Hall cuántico fraccionarioCoulombPlanck
Bicapa propagación huecos Electrones
Con
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Francis Villatoro explica cómo la aplicación de polarizaciones opuestas en dos capas de grafeno puede generar estados tipo electrón y hueco, lo que a su vez podría llevar a la formación de excitones.
…estado ligado entre una cosa de partícula que se encuentra en la banda de conducción y una cosa de partícula que se encuentra en la banda de valencia. Los escitones se han observado en muchos materiales, pero hay un material en el que ahora está muy de moda. ¿Qué son las bicapas? Por ejemplo, la bicapa de grafeno. Yo tengo dos capas de grafeno, una encima de la otra; hay diferentes, puedo variar el ángulo entre ellas, pero puedo tener; yo puedo excitar, puedo poner una diferencia de potencial con contactos en una de las capas y una diferencia de potencial con dos contactos en la otra capa. Yo puedo Excitar de forma independiente ambas capas. Cuando yo pongo un potencial eléctrico, una distancia de potencial eléctrico en una capa de grafeno, lo que yo hago es introducir, digamoslo así, electrones, portadores; introduzco partículas. Yo puedo introducir, si pongo una polarización, cuasipartículas tipo electrón, pero si pongo la polarización opuesta en la otra capa, cuasipartículas tipo hueco. es decir, yo puedo excitar estados tipo electrón en una capa y estados tipo hueco en la otra con lo que yo espero que haya escitones ciertas cuasipartículas en una capa se acoplan de manera colombiana con las otras cuasipartículas en la otra capa y yo tengo huecos y electrones ligados a lo largo de, que se propagan a lo largo de esa bicapa Eso es una cosa que se ha observado muchas veces y observacionalmente es algo muy firme Las hojas de grafeno a baja temperatura y sometidas a campos magnéticos fuertes, intensos, transversales también permiten observar el efecto Hall cuántico Yo puedo construir con Grafeno, estas cintas análogas a las que usó con películas Hall a finales del siglo XIX, pero básicamente con una hoja, un trozo adocadamente recortado de hoja de grafeno. Entonces yo puedo ver estados tanto de efecto Hall cuántico entero como de estados de…
Significado #1 · Palabras #1
Francis Villatoro explica el trabajo de unos investigadores que intentan observar estados excitón, definiendo qué son estos últimos como un estado ligado entre una cuasipartícula tipo electrón y otra tipo hueco.
Habla: Francis VillatoroPalabras #15estados excitón cuasipartícula electrónestructura de bandas valencia conduccióntemperatura cero nivel de llenado…vueltecitas que dan? Interaccionan entre ellos, pero los detalles de cómo ocurre este proceso, hasta donde me consta, todavía no están conocidos o al menos todavía no hay un consenso sobre cuál es la explicación buena. ¿Qué han hecho estos investigadores? Estos investigadores llevan ya un tiempo tratando de ver si se podía observar estados de tipo excitón. ¿Qué es un excitón? Un excitón es un estado ligado de una cuasipartícula tipo electrón y una cuasipartícula tipo hueco. Sabéis la estructura de bandas, tenemos unas bandas de valencia y de conducción, cuando a temperatura cero pues tengo un cierto nivel de llenado de bandas, entonces la última banda llena pues es una Banda de Valencia que está llena de estados de tipo cuasi partícula tipo electrón y la siguiente banda vacía; las bandas surgen porque los niveles discretos de energía de los átomos. Cuando tengo un sólido que tiene virtualmente un número infinito de átomos,…
Francis Villatoro explica que los electrones y huecos no son partículas reales, sino ondas análogas a las olas de personas en un estadio de fútbol.
Habla: Francis VillatoroSignificado #3 · Palabras #6banda de conducción salto temperaturahueco banda de valencia propagacióncuasipartículas electrón hueco materialesinteracción coulomb electrónica criogeniaelectrones y huecos como ondasestadio de fútbol simula electronesfuerzas colombianas efectivas en escitonesexistencia de electrones físicos…niveles se dividen en un conjunto de niveles muy próximos y aparecen como bandas. El número de estados en cada banda es finito, pero son números del orden del número de Agadro para arriba; son números tan grandes que en la práctica se consideran continuas. Bien, pues en esa estructura de bandas, cuando yo tengo una partícula que conduce por la banda de conducción, es que ha pegado el salto, la temperatura no es cero, una temperatura finita, ha pegado un salto, deja un hueco en la banda de valencia es decir, que yo tengo estados de propagandes de tipo cuasipartícula de tipo hueco y de estados de tipo electrón en algunos materiales, en ciertas circunstancias, sobre todo en criogenia, se pueden ligar hay una interacción efectiva de tipo Coulomb, es decir, como la fuerza eléctrica típica que puede unir a esa cuasipartícula tipo electrón y a esa cuasipartícula tipo hueco Yo digo que en Este campo siempre se usa la palabra electrón y hueco, y se habla de los electrones como si fueran electrones, pero no son partículas; estamos hablando de ondas. Son casi partículas, son ondas análogas a lo que sería en un estadio de fútbol la onda que hace la gente cuando se levanta del asiento. Entonces serían como esas ondas que se ven en el estadio de fútbol y los electrones físicos, que es lo único que existe porque los huecos físicos no existen; dentro del material solo hay electrones físicos, serían como las personas que se están moviendo los asientos. Entonces podemos tener un estado ligado, sorprendentemente, por fuerzas colombianas efectivas entre una cosipartícula tipo electrón y una cosipartícula tipo hueco. A eso le llamamos escitón. El escitón es un estado ligado entre una cosa de partícula que se encuentra en la banda de conducción y una cosa de partícula que se encuentra en la banda de valencia. Los escitones se han observado en muchos materiales, pero hay un material en el que ahora…
Francis Villatoro explica cómo la aplicación de polarizaciones opuestas en dos capas de grafeno puede generar estados tipo electrón y hueco, lo que a su vez podría llevar a la formación de excitones.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1bicapa de grafeno superpuestaángulo entre capas de grafenodiferencia de potencial contacto grafenoexcitación bicapa de grafenografeno y potencial eléctricobicapas de grafeno inducen electronespolarización induce cuasipartículas electróngrafeno polarizaciones opuestasbicapa propagación huecos electronesefecto hall cuántico campos magnéticos…estado ligado entre una cosa de partícula que se encuentra en la banda de conducción y una cosa de partícula que se encuentra en la banda de valencia. Los escitones se han observado en muchos materiales, pero hay un material en el que ahora está muy de moda. ¿Qué son las bicapas? Por ejemplo, la bicapa de grafeno. Yo tengo dos capas de grafeno, una encima de la otra; hay diferentes, puedo variar el ángulo entre ellas, pero puedo tener; yo puedo excitar, puedo poner una diferencia de potencial con contactos en una de las capas y una diferencia de potencial con dos contactos en la otra capa. Yo puedo Excitar de forma independiente ambas capas. Cuando yo pongo un potencial eléctrico, una distancia de potencial eléctrico en una capa de grafeno, lo que yo hago es introducir, digamoslo así, electrones, portadores; introduzco partículas. Yo puedo introducir, si pongo una polarización, cuasipartículas tipo electrón, pero si pongo la polarización opuesta en la otra capa, cuasipartículas tipo hueco. es decir, yo puedo excitar estados tipo electrón en una capa y estados tipo hueco en la otra con lo que yo espero que haya escitones ciertas cuasipartículas en una capa se acoplan de manera colombiana con las otras cuasipartículas en la otra capa y yo tengo huecos y electrones ligados a lo largo de, que se propagan a lo largo de esa bicapa Eso es una cosa que se ha observado muchas veces y observacionalmente es algo muy firme Las hojas de grafeno a baja temperatura y sometidas a campos magnéticos fuertes, intensos, transversales también permiten observar el efecto Hall cuántico Yo puedo construir con Grafeno, estas cintas análogas a las que usó con películas Hall a finales del siglo XIX, pero básicamente con una hoja, un trozo adocadamente recortado de hoja de grafeno. Entonces yo puedo ver estados tanto de efecto Hall cuántico entero como de estados de…
Francis Villatoro explica cómo, al aplicar polaridades opuestas a las capas de una estructura bicapa de grafeno, se pueden excitar electrones y huecos para observar el efecto Hall cuántico fraccionario.
Habla: Francis VillatoroSignificado #10 · Palabras #3efecto hall cuántico fraccionario grafenoconductividad función factor dellenadodiferencia potencial portadores materialpolaridades opuestas capas bicapaestados superconductores superconductor convencionaldopar grafeno químicamente sintetizado…ese disco con un agujero circular central en una de las capas y en la otra capa. Y puedo, con contactos, introducir una diferencia de potencial entre una capa y su borde y en la otra capa y su borde. De tal manera que con una diferencia de potencial de polaridades opuestas, en una capa estoy excitando electrones y en otra estoy excitando huecos. entonces puedo observar el efecto Hall cuántico fraccionario en ambas capas y eso es lo que demuestran en ese artículo observacionalmente son unas figuras que se ve la conductividad en función del factor de dellenado el factor de dellenado es el número de portadores que yo he introducido en el material que depende de la diferencia potencial que yo aplico la ventaja del Grafeno es que cuando, por ejemplo, hablamos del grafeno bicapa rotado con ángulo mágico, hablamos de estados superconductores en un superconductor convencional. Yo tengo que dopar y para dopar tengo que químicamente sintetizar el material con diferentes fracciones de dopaje pero en el grafeno bicapa rotado con ángulo mágico yo Para dopar lo único que pasa es cambiar la diferencia potencial; es con un potenciómetro voy variando el número de portadores que yo meto o saco pues aquí se hace exactamente lo mismo. Yo meto, varío, digamos, la fracción de llenado, el número de portadores…
Francis Villatoro describe un experimento donde se observan estados excitón al controlar las fracciones de llenado en capas de grafeno bicapa.
Habla: Francis VillatoroSignificado #14estados excitón grafeno bicapafracciones llenado capas grafenoconductividad cero efecto hall…de manera independiente con las dos capas, muy juntitas; y como están muy juntitas, la diferencia es de menos de, no recuerdo el número, pero es de orden de 0,4 nanómetros o menos, algo así, de ese orden; o sea, pueden aparecer estados de tipo excitón. Lo que han observado en este experimento es que sí aparecen cuando yo voy controlando, repito, las fracciones de llenado en ambas capas de manera independiente; yo puedo ir recorriendo los diferentes estados de, digamos, carga efectiva fraccionaria del efecto Hall cuántico fraccionario, que eso se observa en la conductividad. Aparecen una serie de puntos en los que la conductividad se va aparentemente a cero; es decir, la resistencia se va aparentemente a infinito. Yo digo que hay instrumentos de medida que te acortan y no llegas exactamente a cero, llegas a un valor muy pequeño. Pero se observan una serie de bandas en las que la conductividad va a cero y se ve que corresponden a factores de llenado fraccionarios que…
Francis Villatoro explica que existen dos tipos de estados de exciton: aquellos donde la diferencia de carga fraccionaria es un número entero, equivalentes a excitones convencionales formados por electrones y huecos.
Habla: Francis VillatoroPalabras #12cuasipartículas carga fraccionaria electronescapas cuasipartículas carga fraccionaria huecosestados excitón fracciones relativasdiferencia relativa capas excitónexcitones convencionales electrones huecosdiferencia de carga fraccionaria número enterocuasipartículas tipo electrón hueco…de llenado fraccionarios que multiplicarían a ese valor constante que sería la carga eléctrica al cuadrado a partir de la constante de Planck. Bien, eso lo puedo hacer de manera independiente de ambas capas: ¿Qué pasa cuando ahora yo empiezo a combinar? Es decir, yo tengo en una capa cuasipartículas de carga fraccionaria de electrones y en la otra capa tengo cuasipartículas de carga fraccionaria de huecos. ¿Qué pasa cuando yo hago coincidir las fracciones de ambos? Bien, por lo que resulta es que dependiendo de la diferencia relativa entre la fracción que tengo en una capa y la fracción que tengo en otra capa, me aparecen estados de tipo excitón en algunas de estas fracciones relativas. Y esos estados de tipo excitón los hay como de Dos tipos. Los hay en los que la diferencia de carga fraccionaria corresponde a un número entero, tengo un número fraccionario arriba, un número fraccionario abajo, lo resto, la diferencia de un número entero, que son como excitones convencionales. Son equivalentes a los excitones formados por una cuasipartícula tipo electrón y una cuasipartícula tipo hueco. Como es de esperar, estadísticamente lo que se analiza aquí es el transporte de carga y la estadística en el transporte de carga se puede chequear si es estadística de tipo fermiónica o bosónica. Aquí se observa que es estadística de tipo bosónica, lo que…