Nano resonadores de grafeno para valletrónica

El avance de la electrónica y los dispositivos electrónicos en los últimos años ha incrementado de forma impresionante. Diferentes y nuevos enfoques han sido abordados con el objetivo de solucionar problemas y mejorar diferentes aspectos de las tecnologías ya existentes. La espintrónica por ejemplo, surgió del estudio de diferentes fenómenos de transporte de electrones dependientes del espín que con el tiempo llevaron a la propuesta y desarrollo de dispositivos electrónicos que usan este tipo de fenómenos como los Spin Field-Effect Transistor, Spin-Transfer Torque RAM, diodos de spin, entre otros. Para este estudio es relevante la valletronica, que utiliza el espín de valle. Este es un nuevo grado de libertad que presentan los electrones en grafeno prístino. Esta propiedad abre la posibilidad de generar corrientes de electrones polarizadas en dos estados, denominados K⁺ y K⁻. Existen diferentes formas de polarizar una corriente de electrones que fluye en una cinta de grafeno. Su eficiencia, utilidad y otras cualidades son temas actuales de estudio. En este trabajo se presenta el estudio de un nano resonador diseñado para funcionar como polarizador de valle. este dispositivo consta de una membrana que se coloca sobre un sustrato y se ajusta en los bordes mediante una fotorresistencia. Las vibraciones mecanicas generadas por el nano resonador provocan deformaciones en la membrana, que a su vez, generan un campo pseudo magnético en la cinta de grafeno. Este campo interactúa con la corriente de electrones, teniendo en cuenta el espín de valle, lo que induce la generación de corrientes polarizadas. Diferentes modos de vibración en membranas circulares y rectangulares fueron estudiados para determinar la eficiencia del dispositivo. Se estudiaron dos formas teóricas de inyectar los electrones en el sistema que representan dos situaciones experimentales opuestas, por un lado un haz coherente y por el otro un haz completamente disperso. Se determinó que el sistema propuesto puede ser utilizado como un polarizador de valle muy eficiente y robusto para ciertos valores de la energía de los electrones y el estrés en la cinta de grafeno. Una característica interesante del dispositivo es que los resultados presentados fueron obtenidos para valores del estrés de la cinta menores al 1%. Valores muy bajos para el estrés hacen accesible la realización y funcionamiento del dispositivo en la práctica.