Encabezado Facultad de Ciencias
Presentación

Física (plan 2002) 2021-2

Optativas, Temas Selectos de Estado Sólido III

Grupo 8322, 60 lugares. 3 alumnos.
Profesor Thomas Werner Stegmann
Ayudante

 

Física Avanzada de Nanosistemas

Debido a la pandemia COVID-19, este curso se realizará en linea por video-conferencias en ZOOM.

Para organizar el curso, se pide a todos los interesados dirigirse al correo: stegmann@icf.unam.mx

Objetivo:
En este curso abordaremos algunos temas de sistemas en la nanoescala. Damos una introducción al método de funciones de Green fuera del equilibrio (NEGF) y aplicamos este método a varios sistemas como nanotubos de carbono, hojas de grafeno y otros materiales bi-dimensionales. Principalmente estudiamos las propiedades de transporte de cargas tanto como de calor en esos sistemas. También abordaremos la modelación teórica de nanotransistores tanto como aislantes topológicos.

Requisitos: Conocimientos basicos de mecánica cuántica. Una computadora sencilla para acceder a las video-conferencias y realizar las practicas de computo. No se requieren conocimientos de ningun lenguaje de programación.

Metodología de enseñanza: El profesor expondrá los temas centrales en el pizarrón digital y por presentaciones de PowerPoint. Los estudiantes ampliarán su conocimiento por practicas de computó.

Temario:

  • Transporte electrónico en nanosistemas (breve introducción)
    • Hamiltoniano de amarre fuerte
    • método de funciones de Green fuera del equilibrio (NEGF)
    • ecuación de Landauer-Büttiker
    • conductancia cuántica
  • Física de grafeno
    • hamiltoniano de amarre fuerte
    • fermiones de Dirac
    • nanocintas y nanotubos
  • Efecto Hall cuántico y aislantes topológicos
    • del efecto Hall cuántico al efecto Hall cuántico del espín
    • fases y invariantes topológicos
  • Transistores en la nanoescala
    • características corriente-voltaje de un MOSFET: enfoque tradicional
    • MOSFET balistico: enfoque de Landauer
  • Física de puntos cuánticos (quantum dots)


Figuras:
  • izquierda: transmisión como función de energía de los electrones
  • medio: función de la distribución de energía de los electrones a lo largo de un nanotubo de carbono
  • derecha: flujo de corriente en una nanocinta de grafeno con un campo magnetico

Literatura:

  • S. Datta: Electronic Transport in Mesoscopic Systems, Cambridge University Press (1997)
  • S. Datta: Atom to Transistor, Cambridge University Press (2005)
  • S. Datta: Lessons from Nanoelectronics (Vol. 5), World Scientific (2018)
  • S.-S. Shen: Topological Insulators, Springer (2012)
  • T. Heikkilä: The Physics of Nanoelectronics, Oxford University Press (2013)
  • J. C. Cuevas, E. Scheer: Molecular electronics, World Scientific (2010)
  • M. Di Ventra: Electrical transport in nanoscale systems, Cambridge University Press (2008)
  • A. H. Castro Neto et al.: The electronic properties of graphene, Reviews of Modern Physics 81:109 (2009)

 


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