Área experimental en semiconductores
Valleytronics (de valle y electrónica ) es un área experimental en semiconductores que explota los extremos locales ("valles") en la estructura de bandas electrónicas . Ciertos semiconductores tienen múltiples "valles" en la estructura de bandas electrónicas de la primera zona de Brillouin , y se conocen como semiconductores multivalle. [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 dichos semiconductores multivalle.
Detalles
El término fue acuñado en analogía con la espintrónica . Mientras que en la espintrónica se aprovecha el grado interno de libertad del espín para almacenar, manipular y leer bits de información, la propuesta para la valletrónica es realizar tareas similares utilizando los extremos múltiples de la estructura de bandas, de modo que la información de 0 y 1 sea almacenarse como diferentes valores discretos del momento del cristal .
Valleytronics 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 del bloqueo del valle predicho en la Ref. [7] (que completa el conjunto de bloqueo de carga de Coulomb y bloqueo de espín de Pauli) se ha observado en un transistor de silicio dopado con un solo átomo. [8]
Se realizaron varias propuestas teóricas y experimentos en una variedad de sistemas, como grafeno , [9] [10] [11] fosforeno de pocas capas , [12] algunas monocapas de dicalcogenuro de metales de transición , [13] [14] [15] diamante , [16] bismuto , [17] silicio , [4] [18] [19] nanotubos de carbono , [6] arseniuro de aluminio [20] y siliceno . [21]
Referencias
- ^ Behnia, Kamran (1 de julio de 2012). "La luz polarizada impulsa la 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 diamante". Materiales de la naturaleza . 12 (8): 690–691. Código Bib : 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 de sistema de electrones bidimensional AlAs". Revisión física B. 74 (15): 155436. arXiv : cond-mat/0606272 . Código Bib : 2006PhRvB..74o5436G. doi : 10.1103/PhysRevB.74.155436. S2CID 119086726.
- ^ ab 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. PMID 22540611. S2CID 22859674.
- ^ "Computación cuántica universal con estados de espín y valle". Niklas Rohling y Guido Burkard. Nuevo J. Phys. 14 , 083008 (2012).
- ^ ab "Un qubit de giro de valle en un nanotubo de carbono". EA Laird, F. Pei y LP Kouwenhoven. Nanotecnología de la naturaleza 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. PMID 22400218. S2CID 28847674.
- ^ Cripa A; et al. (2015). "Bloqueo del valle y efecto Kondo de valle de espín multielectrónico en silicio". Revisión física B. 92 (3): 035424. arXiv : 1501.02665 . Código Bib : 2015PhRvB..92c5424C. doi : 10.1103/PhysRevB.92.035424. S2CID 117310207.
- ^ 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. S2CID 119377206.
- ^ Mrudul, MS; Galán, AJ; Ivanov, M.; Dixit, G. (2021). "Vallettronics inducida por luz en grafeno prístino". Óptica . 8 (3): 422–427. arXiv : 2011.04973 . Bibcode : 2021Óptica...8..422M. doi :10.1364/OPTICA.418152. S2CID 226289990.
- ^ Rana, N.; Dixit, G. (2023). "Conmutación de valle ultrarrápida totalmente óptica en materiales bidimensionales". Revisión Física Aplicada . 19 (3): 034056. arXiv : 2306.02856 . Código Bib : 2023PhRvP..19c4056R. doi : 10.1103/PhysRevApplied.19.034056. S2CID 257614105.
- ^ Ang, YS; Yang, SA; Zhang, C.; Mamá, ZS; Ang, LK (2017). "Valleytronics en la fusión de conos de Dirac: filtro de valle, válvula y compuerta lógica reversible universal controlados totalmente eléctricamente". Revisión física B. 96 (24): 245410. arXiv : 1711.05906 . Código Bib : 2017PhRvB..96x5410A. doi : 10.1103/PhysRevB.96.245410. S2CID 51933139.
- ^ "Polarización de valle en monocapas de MoS2 mediante bombeo óptico". Hualing Zeng, Junfeng Dai, Wang Yao, Di Xiao y Xiaodong Cui. Nanotecnología de la naturaleza 7 , 490–493 (2012).
- ^ Wu, Zefei; Zhou, Benjamín T.; Cai, Xiangbin; Cheung, Patricio; Liu, Gui-Bin; Huang, Meizhen; Lin, Jiangxiazi; Han, Tianyi; An, Liheng; Wang, Yuan Wei; Xu, Shuigang; Largo, general; Cheng, Chun; Ley, Kam Tuen; Zhang, fan (5 de febrero de 2019). "Transporte intrínseco de Hall del valle en MoS2 atómicamente delgado". Comunicaciones de la naturaleza . 10 (1): 611. doi :10.1038/s41467-019-08629-9. ISSN 2041-1723. PMC 6363770 . PMID 30723283.
- ^ Bussolotti, Fabio; Kawai, Hiroyo; Ooi, Zi En; Chellappan, Vijila; Thian, Dickson; Pang, Ai Lin Cristina; Goh, Kuan Eng Johnson (2018). "Hoja de ruta para encontrar valles quirales: detección de materiales 2D para Valleytronics". Nanofuturos . 2 (3): 032001. Código bibliográfico : 2018NanoF...2c2001B. doi :10.1088/2399-1984/aac9d7. S2CID 139826293.
- ^ "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. Materiales de la naturaleza 12 , 760–764 (2013). doi:10.1038/nmat3694
- ^ "Polarización inducida por campo de los valles de Dirac en bismuto". Zengwei Zhu, Aurélie Collaudin, Benoît Fauqué, Woun Kang y Kamran Behnia. Física de la Naturaleza 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 Bib : 2006PhRvL..96w6801T. doi : 10.1103/PhysRevLett.96.236801. PMID 16803388. S2CID 42747323.
- ^ Yang, CH; Rossi, A.; Ruskov, R.; Lai, NS; Mohiyaddin, FA; Lee, S.; Tahan, C.; Klimeck, G.; Morello, A. (27 de junio de 2013). "Vida útil de Spin-Valley en un punto cuántico de silicio con división de valle sintonizable". Comunicaciones de la naturaleza . 4 : 2069. arXiv : 1302.0983 . Código Bib : 2013NatCo...4.2069Y. doi : 10.1038/ncomms3069. ISSN 2041-1723. PMID 23804134. S2CID 13978092.
- ^ "Electrones bidimensionales AlAs en una red de antídoto: pinball de electrones con contornos elípticos de Fermi". O. Gunawan, EP De Poortere y M. Shayegan. Física. Rev.B 75 , 081304(R)(2007).
- ^ "Spin Valleytronics en siliceno: Spin Quantum Hall-aisladores Quantum Anómalos Hall y semimetales de valle único". Motohiko Ezawa, Phys. Rev. B 87 , 155415 (2013)
enlaces externos
- Matthew Francis: "Los experimentos apuntan a un nuevo tipo de electrónica: la Valleytronics" en Ars Technica
- Fuente de lo anterior: Zeng, H., Dai, J., Yao, W., et al. "Polarización de valle en monocapas de MoS2 mediante bombeo óptico". Nature Nanotechnology , 7 490–493 (agosto de 2012). doi :10.1038/nnano.2012.95.