Valleytronics (de valle y electrónica) es un área experimental en semiconductores que explota los extremos locales ("valles") en la estructura de la banda electrónica . Ciertos semiconductores tienen múltiples "valles" en la estructura de la banda electrónica de la primera zona de Brillouin , y se conocen como semiconductores multivalvos. [1] [2] Valleytronics es la tecnología de control sobre el grado de libertad del valle, un máximo / mínimo local en la banda de valencia / conducción , de tales semiconductores multivalvos.
El término se acuñó en analogía con la espintrónica . Mientras que en la espintrónica el grado interno de libertad de giro se aprovecha para almacenar, manipular y leer bits de información, la propuesta de Valleytronics es realizar tareas similares utilizando los extremos múltiples de la estructura de la banda, de modo que la información de 0 y 1 sería almacenarse como diferentes valores discretos del impulso del cristal .
Vallytronics puede referirse a otras formas de manipulación cuántica de valles en semiconductores, incluida la computación cuántica con qubits basados en valles , [3] [4] [5] [6] bloqueo de valles y otras formas de electrónica cuántica . Primera evidencia experimental de bloqueo del valle predicha en la Ref. [7] (que completa el conjunto de bloqueo de carga de Coulomb y bloqueo de giro de Pauli) se ha observado en un transistor de silicio dopado de un solo átomo. [8]
Varias propuestas teóricas y experimentos se llevaron a cabo en una variedad de sistemas, tales como el grafeno , [9] pocos-capa phosphorene , [10] algunas monocapas dichalcogenide metal de transición , [11] [12] diamante , [13] bismuto , [14] silicio , [4] [15] [16] nanotubos de carbono , [6] arseniuro de aluminio [17] y siliceno . [18]
Referencias
- ↑ Behnia, Kamran (1 de julio de 2012). "La luz polarizada impulsa Valleytronics". Nanotecnología de la naturaleza . 7 (8): 488–489. Código Bibliográfico : 2012NatNa ... 7..488B . doi : 10.1038 / nnano.2012.117 . ISSN 1748-3387 . PMID 22751224 .
- ^ Nebel, Christoph E. (2013). "Los electrones bailan en el diamante". Materiales de la naturaleza . 12 (8): 690–691. Código Bibliográfico : 2013NatMa..12..690N . doi : 10.1038 / nmat3724 . ISSN 1476-1122 . PMID 23877395 .
- ^ Gunawan, O .; Habib, B .; De Poortere, EP; Shayegan, M. (30 de octubre de 2006). "Conductancia cuantificada en un contacto de punto cuántico del sistema de electrones bidimensionales de AlAs". Physical Review B . 74 (15): 155436. arXiv : cond-mat / 0606272 . Código Bibliográfico : 2006PhRvB..74o5436G . doi : 10.1103 / PhysRevB.74.155436 .
- ^ a b Culcer, Dimitrie; et al. (2012). "Computación cuántica resistente al ruido basada en valles utilizando puntos cuánticos de Si". Cartas de revisión física . 108 (12): 126804. arXiv : 1107.0003 . Código bibliográfico : 2012PhRvL.108l6804C . doi : 10.1103 / PhysRevLett.108.126804 .
- ^ "Computación cuántica universal con estados de espín y valle". Niklas Rohling y Guido Burkard. New J. Phys. 14 , 083008 (2012).
- ^ a b "Un qubit de espín de valle en un nanotubo de carbono". EA Laird, F. Pei y LP Kouwenhoven. Nature Nanotechnology 8 , 565–568 (2013).
- ^ Prati, Enrico (1 de octubre de 2011). "Conmutación cuántica de bloqueo del valle en nanoestructuras de silicio" . Revista de Nanociencia y Nanotecnología . 11 (10): 8522–8526. arXiv : 1203.5368 . doi : 10.1166 / jnn.2011.4957 . ISSN 1533-4880 .
- ^ Crippa A; et al. (2015). "Bloqueo de valle y efecto Kondo de valle de espín multielectrónico en silicio". Physical Review B . 92 (3): 035424. arXiv : 1501.02665 . Código bibliográfico : 2015PhRvB..92c5424C . doi : 10.1103 / PhysRevB.92.035424 .
- ^ A. Rycerz; et al. (2007). "Filtro de valle y válvula de valle en grafeno". Física de la naturaleza . 3 (3): 172-175. arXiv : cond-mat / 0608533 . Código Bibliográfico : 2007NatPh ... 3..172R . doi : 10.1038 / nphys547 .
- ^ Ang, YS; Yang, SA; Zhang, C .; Ma, ZS; Ang, LK (2017). "Valleytronics en la fusión de conos de Dirac: filtro de valle controlado completamente eléctrico, válvula y compuerta lógica universal reversible". Physical Review B . 96 (24): 245410. arXiv : 1711.05906 . Código bibliográfico : 2017PhRvB..96x5410A . doi : 10.1103 / PhysRevB.96.245410 .
- ^ "Polarización del valle en monocapas de MoS2 por bombeo óptico". Hualing Zeng, Junfeng Dai, Wang Yao, Di Xiao y Xiaodong Cui. Nature Nanotechnology 7 , 490–493 (2012).
- ^ Bussolotti, Fabio; Kawai, Hiroyo; Ooi, Zi En; Chellappan, Vijila; Thian, Dickson; Pang, Ai Lin Christina; Goh, Kuan Eng Johnson (2018). "Hoja de ruta para encontrar valles quirales: detección de materiales 2D para Valleytronics". Nano Futuros . 2 (3): 032001. Código Bibliográfico : 2018NanoF ... 2c2001B . doi : 10.1088 / 2399-1984 / aac9d7 .
- ^ "Generación, transporte y detección de electrones polarizados en valle en diamante". Jan Isberg, Markus Gabrysch, Johan Hammersberg, Saman Majdi, Kiran Kumar Kovi y Daniel J. Twitchen. Nature Materials 12 , 760–764 (2013). doi: 10.1038 / nmat3694
- ^ "Polarización inducida por el campo de los valles de Dirac en bismuto". Zengwei Zhu, Aurélie Collaudin, Benoît Fauqué, Woun Kang y Kamran Behnia. Nature Physics 8 , 89-94 (2011).
- ^ Takashina, K. (2006). "Polarización del valle en Si (100) en campo magnético cero". Cartas de revisión física . 96 (23): 236801. arXiv : cond-mat / 0604118 . Código Bibliográfico : 2006PhRvL..96w6801T . doi : 10.1103 / PhysRevLett.96.236801 . PMID 16803388 .
- ^ Yang, CH; Rossi, A .; Ruskov, R .; Lai, NS; Mohiyaddin, FA; Lee, S .; Tahan, C .; Klimeck, G .; Morello, A. (27 de junio de 2013). "Tiempos de vida de Spin-Valley en un punto cuántico de silicio con división de valle sintonizable". Comunicaciones de la naturaleza . 4 : 2069. arXiv : 1302.0983 . Código Bibliográfico : 2013NatCo ... 4.2069Y . doi : 10.1038 / ncomms3069 . ISSN 2041-1723 . PMID 23804134 .
- ^ "AlAs electrones bidimensionales en una red de antídoto: pinball de electrones con contornos de Fermi elípticos". O. Gunawan, EP De Poortere y M. Shayegan. Phys. Rev. B 75 , 081304 (R) (2007).
- ^ "Spin valleytronics en silicene: aisladores de Hall anómalos cuánticos de Hall-quantum y semimetales de un solo valle". Motohiko Ezawa, médico . Rev. B 87 , 155415 (2013)
enlaces externos
- Matthew Francis. Los experimentos apuntan a un nuevo tipo de electrónica: valleytronics - Nature Nanotechnology, 2012. DOI: 10.1038 / nnano.2012.95