Efecto de campo en transistores basados en nanotubos de carbono
El transistor de efecto de campo (MOSFET) es un dispositivo microelectrónico que opera como un interruptor digital para hacer funciones lógicas complejas a una velocidad muy elevada (GHz). Los circuitos integrados que se encuentran en nuestros ordenadores domésticos contienen actualmente alrededor de 100 millones de estos transistores. La industria microelectrónica utiliza actualmente una tecnología basada en el silicio, pero se está explorando otros materiales de dimensiones nanométricas para continuar aumentando las prestaciones de los transistores. Entre estos materiales se encuentran los nanotubos de carbono (topológicamente equivalentes a cilindros de grafeno), que presentan unas excelentes propiedades mecánicas y electrónicas, entre las cuales se encuentra la posibilidad de hacer semiconductores, metales o semimetales según sea la simetría del nanotubo de carbono.
En este trabajo hemos observado la conversión de un nanotubo de carbono, que inicialmente tiene propiedades metálicas, en un nanotubo con propiedades semimetálicas y semiconductoras inducida por un campo magnético aplicado en la dirección axial del nanotubo. Este fenómeno se explica con el efecto Aharonov-Bohm, que prevé un incremento del gap (distancia energética entre la banda de conducción y la banda de valencia) debido a la interferencia constructiva entre los modos de propagación del nanotubo. El incremento del gap hace disminuir la transmisión de las barreras Schottky en la interfase metal/nanotubo y la magnetoconductancia se reduce de forma exponencial. Creemos que este fenómeno puede dar ideas para desarrollar nuevas aplicaciones. Finalmente, demostramos que la magnetoconductancia es la firma de la simetría del nanotubo de carbono y proponemos un procedimiento para encontrarla comparando el campo magnético que cierra el gap con las previsiones teóricas obtenidas con modelos atomísticos.
Referencias
Georgy Fedorov, Alexander Tselev, David Jiménez, Sylvain Latil, Nikolai G. Kalugin, Paola Barbara, Dmitry Smirnov, and Stephan Roche, "Magnetically Induced Field Effect in Carbon Nanotube Devices", Nano Letters 7, no. 4, 960-964 (2007).
