BUSTOS MARUN RAUL ALBERTO
Congresos y reuniones científicas
Título:
Corrientes de bombeo cuántico inducidas por vibraciones en nanocintas de grafeno.
Autor/es:
RIBETTO, FEDERICO D.; ELASKAR SILVINA; CALVO, HERNÁN L.; BUSTOS MARÚN, RAÚL A.
Reunión:
Congreso; 107º Reunión Anual de la Asociación Física Argentina.; 2022
Resumen:
Los sistemas nanoelectromecánicos (NEMS) son una clase de dispositivos que integran funcionalidad eléctrica y mecánica en la nanoescala. Estos dispositivos, de dimensiones de cientos a unos pocos nanómetros, poseen diferentes potenciales aplicaciones; como ser el procesamiento de señales, el almacenamiento de datos, como detectores ultrasensibles, y hasta en la recolección de energías residuales [1]. Diversos sistemas carbonosos se han convertido en componentes básicos para la construcción de NEMS. Particularmente, las nanocintas de grafeno (NCGs) suspendidas constituyen NEMS prometedores como detectores de masa, fuerza y carga [2]. Sin embargo, diversos fenómenos pueden inducir corrientes alternas que resultan adversas para este fin. Por ejemplo, a temperatura ambiente, las NCGs están en constante movimiento dando lugar a oscilaciones medibles de la corriente eléctrica [1]. Otros fenómenos como la propagación de ondas vibracionales a través del material o la aplicación de voltajes de compuertas dependientes del tiempo también pueden provocar este efecto [2]. Hasta ahora, la mayoría de los estudios realizados sobre la generación de corrientes eléctricas inducidas por vibraciones se basan en modelos clásicos de capacitancias dependientes del tiempo [1]. En este trabajo adoptamos un enfoque cuántico y analizamos las contribuciones a la corriente debidas al bombeo cuántico adiabático surgido de la variación de parámetros de las NCGs, como las energías de sitio y los acoples entre ellas. Si bien el valor promedio de esta corriente inducida es nulo, la misma puede contribuir de manera instantánea a la corriente total y, por ende, al ruido en la misma. En particular, estudiamos las contribuciones de los modos vibracionales de más baja frecuencia de una NCG suspendida. Para ello, adaptamos la descripción teórica del bombeo cuántico adiabático al caso genérico de oscilaciones de modos normales vibracionales [3]. Esto requiere del conocimiento de la matriz de dispersión del sistema, la cual es obtenida a partir de un modelo tight-binding resuelto numéricamente mediante el paquete Kwant [4].

Referencias:
[1] P. M. Thibado, P. Kumar, S. Singh, M. Ruiz-Garcia, A. Lasanta & L. L. Bonilla, Fluctuation-induced current from freestanding graphene, Phys. Rev. E 102, 042101 (2020).
[2] D. Garcia-Sanchez, A. M. van der Zande, A. San Paulo, B. Lassagne, P. L. McEuen & A. Bachtold, Imaging mechanical vibrations in suspended graphene sheets, Nano Lett. 8, 1399 (2008).
[3] R. A. Bustos-Marún, Geometric rectification for nanoscale vibrational energy harvesting, Phys. Rev. B 97, 075412 (2018).
[4] C. W. Groth, M. Wimmer, A. R. Akhmerov & X. Waintal, Kwant: a software package for quantum transport, New J. Phys. 16, 063065 (2014).