Efecte de camp induït magnèticament en transistors basats en nanotubs de carboni
El transistor d'efecte de camp (MOSFET) és un dispositiu microelectrònic que opera com un interruptor digital per fer funcions lògiques complexes a una velocitat molt elevada (GHz). Els circuits integrats que es troben als nostres ordinadors domèstics contenen actualment al voltant de 100 milions d'aquests transistors. La indústria microelectrònica utilitza actualment una tecnologia basada en el silici però s'estan explorant d'altres materials de dimensions nanomètriques per continuar augmentant les prestacions dels transistors. Entre aquests materials es troben els nanotubs de carboni (topològicament equivalents a cilindres de grafè), que presenten unes excel·lents propietats mecàniques i electròniques, entre les quals es troba la possibilitat de fer semiconductors, metalls o semi-metalls segons sigui la simetria del nanotub de carboni.
En aquest treball hem observat la conversió d'un nanotub de carboni, que inicialment té propietats metàliques, en un nanotub amb propietats semi-metàliques i semiconductores induïda per un camp magnètic aplicat en la direcció axial del nanotub. Aquest fenomen s'explica amb l'efecte Aharonov-Bohm, que preveu un increment del gap (distància energètica entre la banda de conducció i la banda de valència) degut a la interferència constructiva entre els modes de propagació del nanotub. L'increment del gap fa disminuir la transmissió de les barreres Schottky a la interfase metall/nanotub i la magnetoconductància es redueix de forma exponencial. Creiem que aquest fenomen pot donar idees per desenvolupar noves aplicacions. Finalment, demostrem que la magnetoconductància és la signatura de la simetria del nanotub de carboni i proposem un procediment per trobar-la comparant el camp magnètic que tanca el gap amb les previsions teòriques obtingudes amb models atomístics.
Referències
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).
