Búsqueda · 15 momentos en 11 episodios
Francis VillatoroHéctor SocasJosé EdelsteinGastón Giribetestados mayorana en superconductores topológicosestructura de bandas de materialespartículas masa cero física partículasestructura de bandas y niveles electrónicosniveles electrónicos átomo número avogadrobandas materiales y salto de bandanivel de energía relleno en materialnivel energía fermi cero absolutoelectrones saltan nivel fermibandas valencia y banda conducciónconducción eléctrica temperaturas finitascuasi partículas estados electrónicossalto de banda aislantebanda de valencia y conducciónmaterial aislante temperaturasemiconductor distancia saltosalto de banda directo superconductorparábola cóncava banda valenciaparábola convexa banda conducciónestructura típica superconductor ópticanivel fermi entre parábolas cóncavasestructura de bandas en materialesparábola convexa por encima fermiband gap se cierra temperaturaparábolas colisionan nivel fermiestructura bandas baja temperaturanúmero de AvogadroFrancis Villatoroestado de Ferminivel de Ferminivel de energía de Fermi
Estructura de bandas asimétricas y Electrones
Ep501: Asteroide; Computación Cuántica; Agujero Negro; Nubes Interestelares
27 de febrero de 20252 momentos
Con
0:000:301:001:302:002:303:003:15
Francis Villatoro explica cómo la estructura de bandas se relaciona con los niveles electrónicos en los átomos y cómo estos forman bandas en materiales.
…que no tiene nada que ver con las partículas de tipo Majorana. Es decir, no tiene nada que ver ni con los Majoranas como candidato a explicar el neutrino, ni los Majoranas en supersimetría, ni nada por el estilo porque es un estado de masa efectiva cero. ¿Una partícula de masa cero? Eso es una cosa. Desde el punto de vista de la física de partículas no tiene sentido, pero en materiales sí ocurre. Para entender bien ese material, lo suyo es recurrir a la estructura de bandas. Lo que tenemos es un material, un superconductor topológico, en el que tenemos una estructura de bandas. Recordar que la estructura de bandas es los niveles electrónicos en los átomos; cuando tengo muchos átomos todos iguales, pues dos niveles son muy parecidos pero no pueden coincidir, pues se ponen muy cercanos. Entonces yo tengo como bandas, la que tengo, yo que sé, muchos niveles todos muy próximos, una zona en la que no hay nada, un salto de banda, y después tengo otra zona de niveles muy próximos. Muy próximo significa que tengo, yo que sé, el número de abogadro de niveles electrónicos asociado a cada uno de los niveles del átomo o de la molécula que constituye el material. Entonces, en la estructura de un material, para estudiar la conducción, yo tengo lo que es el nivel de energía relleno; a lo que está relleno todos los estados de estos niveles. Todos estos niveles en las bandas, todas las bandas están rellenas hasta un cierto tope de energía. Eso se llama el nivel de energía de Fermi. Entonces, eso ocurre al cero absoluto de temperaturas. Cuando tú tienes una temperatura finita, pues hay una probabilidad de que haya estados, son estados electrónicos, electrones, pero se comportan como cuasi partículas, que salten por encima del nivel de Fermi de la parte que está por debajo a la parte que está por encima. La parte que está por debajo se llama las bandas de valencia y la parte que está por arriba es la banda de conducción y cuando se producen esos saltos a temperaturas finitas tú puedes conducir eléctricamente en el material, eso es un poco la idea de la conducción entonces. Claro, cuando el salto de banda, el salto entre la banda de valencia y la banda de conducción es muy grande, tengo un aislante; un material aislante es un material en el que conforme sube la temperatura no hay suficiente energía para que los estados electrónicos en la banda de valencia puedan saltar a la banda de valencia y un semiconductor es cuando la distancia es pequeña y entonces hay una probabilidad y bajo ciertas circunstancias pues se producen esos saltos. Bien, la estructura típica de un superconductor, sobre todo en temas relacionados con óptica, es lo que se llama un salto de banda directo. Es decir, tengo como una parábola para la banda de Valencia y encima tengo una parábola invertida para la banda de conducción. La parábola de arriba es cóncava y la de abajo es convexa y tengo como dos montañitas, una montañita y un valle arriba y puedo pegar saltos en la zona. Más cercana, en ese ancho de banda ¿Qué pasa en ciertos materiales? En ciertos materiales el nivel de Fermi está justo en la mitad, el máximo de la parábola de abajo está por debajo del nivel de Fermi. El mínimo de la parábola por arriba está por encima del nivel de Fermi. En muchos materiales cuando baja la temperatura se cambia la estructura de bandas y una cosa que puede ocurrir con La estructura de bandas es que vaya acercándose, el band gap se va cerrando. Ese salto se va cerrando y cuando se va cerrando llega un momento en que colisionan las dos parábolas. En el nivel de Fermi tengo una parábola y tengo la parábola que tiene su máximo y la parábola que Tiene su mínimo coinciden exactamente en el nivel de Fermi. Ahí lo que tengo es un estado, tengo estado de energía cero, porque el salto desde la parábola de abajo a la parábola de arriba, como están en contacto, es cero, requiere energía cero. Ahí tengo…
Significado #1 · Palabras #3
Francis Villatoro explica cómo la estructura de bandas se relaciona con los niveles electrónicos en los átomos y cómo estos forman bandas en materiales.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #3estados mayorana en superconductores topológicosestructura de bandas de materialespartículas masa cero física partículasestructura de bandas y niveles electrónicosniveles electrónicos átomo número avogadrobandas materiales y salto de bandanivel de energía relleno en materialnivel energía fermi cero absolutoelectrones saltan nivel fermibandas valencia y banda conducciónconducción eléctrica temperaturas finitascuasi partículas estados electrónicossalto de banda aislantebanda de valencia y conducciónmaterial aislante temperaturasemiconductor distancia saltosalto de banda directo superconductorparábola cóncava banda valenciaparábola convexa banda conducciónestructura típica superconductor ópticanivel fermi entre parábolas cóncavasestructura de bandas en materialesparábola convexa por encima fermiband gap se cierra temperaturaparábolas colisionan nivel fermiestructura bandas baja temperatura…que no tiene nada que ver con las partículas de tipo Majorana. Es decir, no tiene nada que ver ni con los Majoranas como candidato a explicar el neutrino, ni los Majoranas en supersimetría, ni nada por el estilo porque es un estado de masa efectiva cero. ¿Una partícula de masa cero? Eso es una cosa. Desde el punto de vista de la física de partículas no tiene sentido, pero en materiales sí ocurre. Para entender bien ese material, lo suyo es recurrir a la estructura de bandas. Lo que tenemos es un material, un superconductor topológico, en el que tenemos una estructura de bandas. Recordar que la estructura de bandas es los niveles electrónicos en los átomos; cuando tengo muchos átomos todos iguales, pues dos niveles son muy parecidos pero no pueden coincidir, pues se ponen muy cercanos. Entonces yo tengo como bandas, la que tengo, yo que sé, muchos niveles todos muy próximos, una zona en la que no hay nada, un salto de banda, y después tengo otra zona de niveles muy próximos. Muy próximo significa que tengo, yo que sé, el número de abogadro de niveles electrónicos asociado a cada uno de los niveles del átomo o de la molécula que constituye el material. Entonces, en la estructura de un material, para estudiar la conducción, yo tengo lo que es el nivel de energía relleno; a lo que está relleno todos los estados de estos niveles. Todos estos niveles en las bandas, todas las bandas están rellenas hasta un cierto tope de energía. Eso se llama el nivel de energía de Fermi. Entonces, eso ocurre al cero absoluto de temperaturas. Cuando tú tienes una temperatura finita, pues hay una probabilidad de que haya estados, son estados electrónicos, electrones, pero se comportan como cuasi partículas, que salten por encima del nivel de Fermi de la parte que está por debajo a la parte que está por encima. La parte que está por debajo se llama las bandas de valencia y la parte que está por arriba es la banda de conducción y cuando se producen esos saltos a temperaturas finitas tú puedes conducir eléctricamente en el material, eso es un poco la idea de la conducción entonces. Claro, cuando el salto de banda, el salto entre la banda de valencia y la banda de conducción es muy grande, tengo un aislante; un material aislante es un material en el que conforme sube la temperatura no hay suficiente energía para que los estados electrónicos en la banda de valencia puedan saltar a la banda de valencia y un semiconductor es cuando la distancia es pequeña y entonces hay una probabilidad y bajo ciertas circunstancias pues se producen esos saltos. Bien, la estructura típica de un superconductor, sobre todo en temas relacionados con óptica, es lo que se llama un salto de banda directo. Es decir, tengo como una parábola para la banda de Valencia y encima tengo una parábola invertida para la banda de conducción. La parábola de arriba es cóncava y la de abajo es convexa y tengo como dos montañitas, una montañita y un valle arriba y puedo pegar saltos en la zona. Más cercana, en ese ancho de banda ¿Qué pasa en ciertos materiales? En ciertos materiales el nivel de Fermi está justo en la mitad, el máximo de la parábola de abajo está por debajo del nivel de Fermi. El mínimo de la parábola por arriba está por encima del nivel de Fermi. En muchos materiales cuando baja la temperatura se cambia la estructura de bandas y una cosa que puede ocurrir con La estructura de bandas es que vaya acercándose, el band gap se va cerrando. Ese salto se va cerrando y cuando se va cerrando llega un momento en que colisionan las dos parábolas. En el nivel de Fermi tengo una parábola y tengo la parábola que tiene su máximo y la parábola que Tiene su mínimo coinciden exactamente en el nivel de Fermi. Ahí lo que tengo es un estado, tengo estado de energía cero, porque el salto desde la parábola de abajo a la parábola de arriba, como están en contacto, es cero, requiere energía cero. Ahí tengo…
Francis Villatoro explica cómo los estados de energía cero se localizan en los extremos de una cadena unidimensional, describiendo su naturaleza ligada debido a la estructura de bandas.
Habla: Francis VillatoroSignificado #11 · Palabras #7estados energía cero cadena unidimensionalestructura bandas y estados ligadoshilito y puntas estados energéticosestructura de banda espacio blogcruce incompleto x estructura bandasestado extremo izquierdo conectado…cruces, un cruz y otro cruz al nivel del estado de Fermi y esos cruces aproximadamente son líneas rectas. Entonces tengo estados de masa cero y de energía cero porque están en el nivel de Fermi. Pues en esta cadena unidimensional resulta que esos estados se Localizan en los extremos de la cadena; tengo como un hilito y en las puntas del hilito tengo estados de este tipo y son estados que están ligados entre sí porque en la estructura de bandas yo he dicho que tengo un cruce pero en realidad no tengo un cruce. La estructura de bandas es una cosa. Periódica cuando yo pongo el periodo en el espacio de blog, en el espacio en el que se construye la estructura de banda resulta que el cruce, digamos, a la izquierda es un cruce en plan sube algo recto y continúa por aquí recto; es decir, no hay una X, sino hay la mitad de una X y la otra mitad de la X. Lo que falta de la X está en el otro lado, en el otro extremo; es decir, el estado que está en el extremo izquierdo y el estado que está en el extremo derecho están conectados porque en la estructura de bandas, si yo cambio el periodo, cambio la manera en la que yo veo el periodo, acaban coincidiendo en un mismo cruce. Pero en la manera habitual, que es poner en medio los momentos lineales igual a cero, resulta que esa cruz está como partida por la mitad, en vertical, y tengo un…