PhD Thesis: Electrically and thermally driven transport in interacting quantum dot structures

28 de Mayo de 2019

Felicitamos a Miguel A. Sierra por la exitosa defensa de su tesis doctoral, "Electrically and thermally driven transport in interacting quantum dot structures”, supervisada por David Sánchez.

Su tesis, defendida el jueves 11 de abril, trata de uno de los ejemplos más innovadores en el campo de los nanodispositivos: los puntos cuánticos, un sistema de electrones atrapados en todas las dimensiones del espacio debido al confinamiento electrostático. La ventaja de estos dispositivos es que sus estados cuánticos pueden ser controlados mediante la aplicación de voltajes. Por esta razón, los puntos cuánticos son los candidatos ideales para funcionar como qubits, el análogo cuántico del bit clásico, esenciales para la fabricación de ordenadores cuánticos.

La tesis doctoral de Sierra estudia los sistemas de puntos cuánticos en los que las interacciones electrón-electrón juegan un papel importante en el transporte eléctrico y termoeléctrico, donde las corrientes son inducidas por potenciales eléctricos o diferencias térmicas, respectivamente. Estos dispositivos muestran el bloqueo de Coulomb y el efecto Kondo, que aparecen en condiciones de fuertes interacciones electrónicas y bajas temperaturas.

En la tesis se encuentra que el transporte termoeléctrico puede ser significativamente diferente del transporte eléctrico, en el cual el transporte puede incluso desvanecerse con ciertos ‘biases’ térmicos. La razón de este comportamiento es que existe más de un canal de transporte que genera flujos de electrones en diferentes direcciones.

En cuanto a los puntos cuánticos acoplados en serie, que imitan una molécula artificial, la tesis analiza la competencia entre el efecto Kondo y la interacción antiferromagnética punto a punto en presencia de un gradiente térmico.  Por otro lado, en los puntos cuánticos acoplados en paralelo, surgen fenómenos de interferencia y se crean estados ligados en el continuo.

Finalmente, también se ha analizado el arrastre de Coulomb en la interacción de puntos dobles cuánticos paralelos. Aquí, el transporte a través de uno de los puntos cuánticos induce fluctuaciones de carga que afectan al transporte del otro punto cuántico.

En resumen, los resultados de la tesis doctoral son relevantes para encontrar dispositivos eficientes capaces de convertir parcialmente el calor residual en corriente eléctrica y permitir una mejor comprensión del transporte a través de puntos cuánticos con el fin de mejorar la caracterización y fabricación de estos nanodispositivos.

La tesis doctoral de Sierra fue presentada a los miembros del jurado Antti-Pekka Jauho (Universidad Técnica de Dinamarca), Leonid Glazman (Universidad de Yale) y Gloria Platero (Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid), quienes calificaron la defensa de la tesis con la máxima calificación (excellent cum laude).

Foto: A. Costa (UIB)



 Miguel A. Sierra


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