TRANSPORTE DEPENDENTE DE SPIN EM DISPOSITIVOS A BASE DE NANOILHAS DE GRAFENO COM FILTRO DE SPIN SENSÍVEL A DOPAGEM DE BORO E NITROGÊNIO

Abstract

RESUMO: O controle da corrente de spin através de um dispositivo nanoeletrônico onde os eletrodos não possuem propriedades magnéticas tem sido intensivamente estudado. Esta abordagem, quando comparada com as formas convencionais de controle magnético, revela que as dimensões e o consumo de energia podem ser reduzidos. Além disso, eletrodos a base de carbono podem resolver um dos grandes problemas da eletrônica molecular, relacionado ao acoplamento metal/molécula. Igualmente, o uso de átomos dopantes nos eletrodos ou na regi~ao molecular tem se mostrado e caz no processo de controle de propriedades de transporte. Neste trabalho, foram calculadas as propriedades de transporte dependente do spin de um sistema de sonda utilizando uma combinação de cálculos tight binding que incluem um Hamiltoniano de Hubbard (TBU). O sistema de sonda e composto por uma nanoilha de grafeno de forma romboédrica (rGNF, do inglês rhombic graphene nano

ake) acoplada a duas nano tas de grafeno de borda armchair (AGNR, do ingl^es armchair graphene nanoribbon) com 11 linhas de d mero C-C ao longo da largura. Os resultados mostram que diferentes propriedades de transporte podem ser observadas para este dispositivo em uma con gura c~ao ferromagn etica (FM). Por exemplo, o dispositivo somente com atomos de carbono (sistema n~ao dopado) apresenta o efeito de v alvula de spin. Al em disso, a 11-AGNR dopada com atomos de boro (B) (eletrodo esquerdo) e nitrog^enio (N) (eletrodo direito) mant em o efeito v alvula de spin e o espectro de transmiss~ao apresenta picos estreitos que podem ser manipulados entre estados \on=off". Eobservado tamb em que nessa mesma con gura c~ao o rGNF dopado com B ou N separadamente apresenta um efeito de ltro de spin em torno de 98%....................ABSTRACT: Controlling a spin current through a nano electronic device using non magnetic contacts becomes a focus of research in spintronics, when compared with conventional magnetic control methods, this approach could reduce the dimensions and energy consumption of integrated devices. The use of dopants into the electrode or molecular region have shown a large progress in controlling this properties in carbon based materials. In this work, we investigate the spin-polarized transport in a two-probe system using the single band tight binding (TB) approach including the Hubbard repulsion with mean- eld approximation. The central region includes a rhombic graphene nano ake (rGNF) that is coupled between two semi-in nity 11-AGNR electrodes which extend to the left and right of the scattering region. The spin polarized electronic transport in a junction based on ferromagnetic (FM) con guration displays a interesting e ects. For instance, the pure carbon structure shows a spin-valve e ect. Furthermore, the 11-AGNR doped by boron (B) (left electrode) and nitrogen (N) (right electrode) atoms keep the spin-valve e ect and the transmission spectra present a narrow peaks that might be manipulated between on=off states. Moreover, was also demonstrated that the junction exhibit a spin- lter e ect by using B or N atoms into rGNF. The spin- ltering e ciency can reach the value 98% the proposed device.