Red de grafeno artificial en sistemas de electrones 2D de GaAs/AlGaAs

Resumen

El grafeno, desde el año 2004, ha mostrado unas excepcionales propiedades mecánicas, térmicas y electrónicas en sus diferentes configuraciones como monocapas, bicapas, puntos cuánticos, nanoribbons y superredes. Las potenciales aplicaciones van desde moduladores ópticos, transistores, detectores de gas, dispositivos electrocrómicos, electrodos, disipadores térmicos hasta circuitos integrados. Existe un inconveniente en cuanto a la manipulación átomo por átomo para obtener las propiedades específicas de cada función en cada dispositivo. Entre las que se puede contar el desorden en la estructura del grafeno y las impurezas que se intercalan en la estructura hexagonal y las rugosidades de los substratos que permite unas ondulaciones en la estructura del grafeno. Sin embargo, no permiten modificar la formación del cono entre la banda de valencia y la banda de conducción. El punto de Dirac prevalece. Se ha sugerido otras opciones para inducir un gap en los puntos de simetría K y K′ donde se encuentran los puntos de Dirac en la que convergen los dos conos de los portadores de carga, electrones y huecos. Una de ellas es la de construir una red artificial hexagonal sobre un gas bidimensional de electrones que se encuentra en la interface de los materiales semiconductores de GaAs/AlGaAs. Por tanto, el objetivo del presente trabajo es verificar si la red artificial hexagonal emula las propiedades electrónicas del grafeno, es decir, verificar la existencia de los puntos de Dirac en una red hexagonal artificial. Para ello hemos realizado un estudio sistemático de la estructura electrónica mediante la aproximación tight-binding para simular la estructura de la red hospedera que nos proporciona el mínimo de la banda de conducción del GaAs y sobre ella simular una red hexagonal de antipuntos cuánticos que nos permite visualizar en detalle la evolución de la estructura electrónica de los mismos respecto a un campo magnético aplicado perpendicularmente al plano de los sitios de la red hospedera.