Charge And Spin Transport In Disordered Graphene Based Materials
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Charge and Spin Transport in Disordered Graphene-Based Materials
This thesis presents an in-depth theoretical analysis of charge and spin transport properties in complex forms of disordered graphene. It relies on innovative real space computational methods of the time-dependent spreading of electronic wave packets. First a universal scaling law of the elastic mean free path versus the average grain size is predicted for polycrystalline morphologies, and charge mobilities of up to 300.000 cm2/V.s are determined for 1 micron grain size, while amorphous graphene membranes are shown to behave as Anderson insulators. An unprecedented spin relaxation mechanism, unique to graphene and driven by spin/pseudospin entanglement is then reported in the presence of weak spin-orbit interaction (gold ad-atom impurities) together with the prediction of a crossover from a quantum spin Hall Effect to spin Hall effect (for thallium ad-atoms), depending on the degree of surface ad-atom segregation and the resulting island diameter.
Charge and Spin Transport in Disordered Graphene-based Materials
Esta tesis está enfocada en la modelización y simulación del transporte de carga y spin en materiales bidimensionales basados en Grafeno, así como en el impacto de la policristalinidad en el rendimiento de transistores de efecto campo diseñados con este tipo de materiales. Para este estudio se ha utilizado la metodología de transporte Kubo-Greenwood, la cual presenta grandes ventajas a la hora de realizar cálculos numéricos en sistemas microscópicos con el fin de obtener las propiedades de transporte de carga. Este trabajo cubre todos los tipos de desorden que pueden tener lugar en Grafeno, desde vacantes a la posible adsorción de especies químicas a lo largo de las fronteras de grano en el caso de Grafeno policristalino. Además tiene en cuenta importantes efectos cuánticos, como las interferencias cuánticas y los efectos debidos al acoplamiento spin-órbita intrínseco y extrínseco. Para el transporte de spin, se ha desarrollado un nuevo método basado en el formalismo de transporte en espacio real de orden O(N). Este nuevo método permite explorar y entender los mecanismos de relajación de spin en Grafeno y sus derivados. A partir de esta nueva metodología ha sido posible descubrir un nuevo mecanismo de relajación de spin basado en el acoplamiento entre spin y pseudospin (en presencia de un acoplamiento spin-órbita extrínseco o Rashba) que podría ser el mecanismo principal que gobierna la rápida relajación de spin observada experimentalmente en muestras de grafeno de alta calidad.
Light-Emitting Diodes and Photodetectors
Author: Maurizio Casalino
language: en
Publisher: BoD – Books on Demand
Release Date: 2021-09-29
This book provides a detailed overview of the most recent advances in the fascinating world of light-emitting diodes (LEDs), organic light-emitting diodes (OLEDs), and photodetectors (PDs). Chapters in Section 1 discuss the different types and designs of LEDs/OLEDs and their use in light output, color rendering, and more. Chapters in Section 2 examine innovative structures, emerging materials, and physical effects of PDs. This book is a useful resource for students and scientists working in the field of photonics and advanced technologies.