Pi-magnetism and quantum transport in graphene-based nanostructures

Abstract

El grafeno constituye un material idóneo para aplicaciones electrónicas, sin embargo, al no poseer un gapen la estructura de bandas, este material dos-dimensional no puede utilizarse para construir la arquitecturadel transistor de efecto campo. Una solución a este problema es utilizar estructuras basadas en grafeno ensu lugar, que heredan las excepcionales propiedades del grafeno a la par que permiten moldear laspropiedades electrónicas y magnéticas como se desee. Por ejemplo, el grafeno no es un materialmagnético, una propiedad esencial a la hora de diseñar dispositivos electrónicos modernos, sin embargose puede inducir el magnetismo en estructuras de grafeno al generar imbalances en las subredes degrafeno, etc.En esta Tesis estudiamos por un lado el origen del magnetismo en muchas geometrías molecularesbasadas en grafeno que además han sido sintetizadas experimentalmente gracias al reciente desarrollo delas técnicas de síntesis sobre superficies (on-surface synthesis).Por otro lado, la similitud entre la propagación de fotones en guías de onda y el transporte balístico deelectrones en grafeno, ha inspirado la ¿óptica electrónica en estructuras de grafeno¿, donde los electronesjuegan el papel de fotones en grafeno. Siguiendo esta analogía, en esta Tesis estudiamos arquitecturasformadas por cintas de grafeno cruzadas con un ángulo relativo de 60º en las que, dada la simetría de lared hexagonal, se produce un aumento de la transferencia de electrones entre las cintas, lo que permiteque estos dispositivos funcionen como bloques fundamentales para construir interferómetros electrónicosbasados en grafeno, como por ejemplo espejos electrónicos direccionales (en los que los electrones setransfieren completamente a la otra cinta), divisores del haz (en los que los electrones se transiferenperfectamente con 50:50 probabilidad), filtros de longitud de onda, etc.