Photon-assisted shot noise in graphene in the Terahertz range

When subjected to electromagnetic radiation, the fluctuation of the electronic current across a quantum conductor increases. This additional noise, called photon-assisted shot noise, arises from the generation and subsequent partition of electron-hole pairs in the conductor. The physics of photon-assisted shot noise has been thoroughly investigated at microwave frequencies up to 20 GHz, and its robustness suggests that it could be extended to the Terahertz (THz) range. Here, we present measurements of the quantum shot noise generated in a graphene nanoribbon subjected to a THz radiation. Our results show signatures of photon-assisted shot noise, further demonstrating that hallmark time-dependant quantum transport phenomena can be transposed to the THz range.Comment: includes supplemental materia

Stopping power of fluorides and semiconductor organic films for low-velocity protons

A combined experimental and theoretical study of the energy loss of protons in fluorides and organic films is presented. The measurements were performed in fresh AlF3, LiF, and N,N′-bis(1-ethylpropyl)-perylene-3,4,9,10- tetracarboxdiimide (EP-PTCDI) evaporated in situ on self-supported C or Ag foils, covering the very low energy range from 25 keV down to 0.7 keV. The transmission method is used in combination with time-of-flight (TOF) spectrometry. In the case of fluorides with large band gap energies (AlF3 and LiF), the experimental stopping power increases almost linearly with the mean projectile velocity showing a velocity threshold at about 0.1 a.u. These features are well reproduced by a model based on quantum scattering theory that takes into account the velocity distribution and the excitation of the active 2p electrons in the F- anions, and the properties of the electronic bands of the insulators. In the case of the semiconductor organic film with a lower gap, the experimental stopping power increases linearly with the mean projectile velocity without presenting a clear threshold. This trend is also reproduced by the proposed model.Fil: Serkovic Loli, Laura Natalia. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Sánchez, Esteban Alejandro. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Grizzi, Oscar. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Arista, Nestor Ricardo. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentin

Estudio de la superficie de Si (111) 7×7 mediante microscopía de efecto túnel

El objetivo de este trabajo es estudiar la superficie de silicio orientada en la dirección (111) y preparada en la reconstrucción 7x7 en condiciones de ultra alto vacío (a una presión del orden de 10-10Torr). La idea es estudiar la estructura atómica de la superficie plana del Si (111) 77, así como la estructura de sus escalones. También estudiaremos mediante el microscopio de efecto túnel la diferencia entre los estados electrónicos ocupados y desocupados en las imágenes obtenidas variando el potencial aplicado por el microscopio entre la punta y la muestra. Adicionalmente se discutirá el tema de la aparición de defectos en la superficie de silicio con el paso del tiempo. Y para complementar el estudio, analizaremos la aparición de islas sobre la superficie que son presumiblemente SiC debido a la disociación por efecto de temperatura de moléculas orgánicas de EthylPropyl-PeryleneTetraCarboxDiImide depositadas en la superficie.Tesi

Estudio de películas ultradelgadas de moléculas orgánicas e inorgánicas : Adsorción, estabilidad térmica, poder de frenado e intercambio de carga

En este trabajo se estudia el crecimiento de películas orgánicas e inorgánicas en diferentes sustratos, y la interacción de protones de baja velocidad con las mismas. En particular, se estudia el auto-ensamblado y la estabilidad térmica de moléculas orgánicas de EP-PTCDI en superficies de Si (111) y Ag (111) empleando numerosas técnicas de análisis de superficies (AES, UPS, XPS, NEXAFS, STM, AFM, TOF-DRS, TOF-ISS, DFT-VASP); y los procesos de pérdida de energía e intercambio de carga de protones al atravesar láminas delgadas de C, Ag, fluoruros (AlF_3 y LiF) y moléculas orgánicas (EP-PTCDI). En el caso de la adsorción de moléculas de EP-PTCDI sobre el sustrato de Si (111)–(7×7), se observa que para bajas coberturas, las moléculas se adsorben aisladas entre sí, en distintos sitios de adsorción definidos. No se pudo obtener una condición en la cual las moléculas se auto-ensamblen: ni aumentando la cobertura, ni calentando el sustrato al momento de evaporar, ni calentando la muestra luego de adsorber las moléculas. Esto indica que la interacción molécula-sustrato es muy fuerte y mayor a la interacción molécula-molécula. Al formar películas delgadas (~ 20 nm), se observa que las moléculas se agrupan hasta formar islas tridimensionales (3D) que no se unen completamente entre ellas. En el caso de la adsorción de EP-PTCDI sobre el sustrato de Ag (111), se observa que aún para muy bajas coberturas las moléculas empiezan a auto-ensamblarse acostadas casi planas, cerca a los escalones de la superficie hasta formar una monocapa ordenada. Para deposiciones de algunas pocas capas atómicas se observa que la película continúa creciendo ordenadamente, pero comenzando a formar islas 3D; y finalmente para las películas delgadas se observa la formación de islas 3D semiconductoras que no se unen completamente entre sí. La interacción molécula-sustrato (caso de la monocapa) es mayor a la interacción molécula-molécula (multicapa), pero menor que en el caso del sustrato de Silicio. Los cálculos realizados nos confirman la geometría de auto-ensamblado de la primera monocapa y nos permiten interpretar las imágenes de STM y los espectros de UPS de la primera monocapa. Los estudios de la desorción de multicapas de EP-PTCDI nos indican que para temperaturas superiores a 200 ºC la molécula pierde los grupos terminales -EP junto con los átomos de O y N del núcleo de PTCDI, dejando sólo lo que parece ser el núcleo de Perileno de la molécula formando estructuras ordenadas en la superficie. Para el estudio de interacción de iones con láminas delgadas y superficies, se realizan mediciones de la pérdida de energía de protones a bajas velocidades transmitidos a través de películas delgadas de LiF, AlF_3 y EP-PTCDI adsorbidas sobre láminas auto-soportadas de C y Ag. Los resultados del poder de frenado para LiF y AlF_3 muestran un umbral bien definido alrededor de una velocidad media del proyectil de 0.1 u.a. (debido al gap de energía propio de estos aislantes) y a partir de esta velocidad, un incremento lineal con la velocidad. En el caso de la película de EP-PTCDI, el poder de frenado sigue una dependencia lineal proporcional con la velocidad. Los resultados experimentales de los fluoruros y de las moléculas de EP-PTCDI se logran reproducir, sumando el poder de frenado respectivo de cada componente con su estoiquiometría correspondiente (regla de suma de Bragg), para velocidades por encima de ~ 0.3 y 0.2 u.a., respectivamente. Sin embargo, este modelo no reproduce el umbral en velocidades observado experimentalmente en los fluoruros, por lo que en este trabajo se desarrolló un modelo sin parámetros libres que considera a los electrones de valencia excitados como electrones libres, pero con una restricción en la sección eficaz de transporte que incluye una transferencia mínima de energía debida al gap de energía. Este modelo reproduce bien el comportamiento general y los valores absolutos del poder de frenado en todos los materiales estudiados, que incluyen aislantes con grandes gaps en energía, semiconductores con pequeños gaps en energía y conductores. El umbral en velocidades medido para los fluoruros se describe bien con este modelo. Se completa el estudio de interacción de iones con láminas delgadas y superficies midiendo la fracción de iones transmitidos para cada sistema, y se discuten los resultados experimentales en base a consideraciones cualitativas de procesos de transferencia de carga resonante entre los estados electrónicos del proyectil y de los diferentes blancos. En el caso de las láminas de C se observa que la fracción de iones aumenta con la energía del proyectil. La fracción de iones totales crece desde 7% hasta 23% para 1 y 7.2 keV de energía de salida, respectivamente. La fracción de iones negativos es < 5% en todo el rango energético. A diferencia del C, en el caso de AlF_3 la fracción de iones totales es mayor, aproximadamente constante y aumenta para energías menores de 2 keV llegando a ser del 35% mientras que para energías entre 2 y 6.4 keV es del orden de 28%. La fracción de iones negativos es menor que en el caso de C, alrededor de 2%. En el caso de LiF; la fracción de iones totales varía entre 15 y 25% para energías de salida del proyectil entre 0 y 5.5 keV. La fracción de iones negativos crece con la energía de salida hasta un 4% y a partir de los 3 keV permanece constante. Finalmente, en el caso de las moléculas orgánicas, se realizan mediciones de la fracción de iones a una dada energía en función del espesor de la película de EP-PTCDI. Se observa que la fracción de iones en EP-PTCDI llega al equilibrio para espesores mayores a 80 Å

Synthesis and characterization of a pure 2d antimony film on au(111)

The synthesis of antimonene and related 2D Sb films on top of metallic substrates has recently become a very active subject due to the strong spin-orbit coupling and the envisaged topological properties of this novel material. Gold has been used as a standard substrate for other 2D films, but in the case of Sb, no success has yet been reported mainly due to the formation of AuSb2 surface alloy. In this work, we have used low energy electron diffraction, time-of-flight direct recoil spectroscopy, X-ray photoemission spectroscopy, and scanning tunneling microscopy together with density functional theory calculations to provide a full characterization of the growth and the structural properties of Sb deposited on Au(111). We show that the controlled deposition of Sb on Au(111) at room temperature results in a surface alloy at submonolayer coverage, but around 1 ML a pure 2D Sb film with a (3 0) 1 2 commensurate structure is achieved. The obtained 2D material has high stability and can be produced not only by direct deposition of Sb over the clean Au substrate but also by starting from a thicker Sb film followed by annealing of the sample at about 500 K, which is easier and reliable for potential applications.Fil: Cantero, Esteban Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; ArgentinaFil: Martínez, Emanuel Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; ArgentinaFil: Serkovic Loli, Laura Natalia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; ArgentinaFil: Fuhr, Javier Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; ArgentinaFil: Grizzi, Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; ArgentinaFil: Sánchez, Esteban Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentin

Self-consistency of electron-THF cross sections using electron swarm techniques

The drift velocity and first Townsend ionization coefficient of electrons in gaseous tetrahydrofuran are measured over the range of reduced electric fields 4-1000 Td using a pulsed-Townsend technique. The measured drift velocities and Townsend ionization coefficients are subsequently used, in conjunction with a multi-term Boltzmann equation analysis, as a further discriminative assessment on the accuracy and completeness of a recently proposed set of electron-THF vapor cross sections. In addition, the sensitivity of the transport coefficients to uncertainties in the existing cross sections is presented. As a result of that analysis, a refinement of the momentum transfer cross section for electron-THF scattering is presented, along with modifications to the neutral dissociation and dissociative electron attachment cross sections. With these changes to the cross section database, we find relatively good self-consistency between the measured and simulated drift velocities and Townsend coefficients

Adsorption of O-2 and C2Hn (n=2, 4, 6) on the Al9Co2(001) and o-Al13Co4(100) complex metallic alloy surfaces

International audienceOxidation of the Al9CO2( 0 0 1) and Al13Co4(1 0 0) surfaces has been performed in a wide range of temperatures at 2 x 10(-8) or 1 x 10(-7) mbar oxygen pressure. Only Al-O bonding is observed. The oxidation kinetics are controlled by the quantity of oxygen sticking on the surface. Oxidation results from a competition between several effects: formation of an oxide film, dissolution of the film, oxygen desorption and oxygen dissolution into the bulk. For temperatures lower than 710 K for the Al9Co2(0 0 1) surface and 925 K for the Al13Co4(1 0 0) surface, a similar to 5 angstrom thick oxide film is formed which does not show any long-range order and desorbs upon annealing. When oxidation is performed at higher temperatures, oxygen diffusion into the bulk is observed. A poorly ordered oxide film having a sixton structure is formed on the Al9Co2(0 0 1) surface when oxidation is performed at 775 K, which is dissolved when annealing at higher temperatures. On the Al13Co4(1 0 0) surface, only a weak streaky polar circle is observed following annealing at 925 K the film formed at room temperature, which corresponds to an hexagonal network of O atoms into small ultrathin oxide layers domains. The oxidation behaviour of the Al9Co2(0 0 1) and Al13Co4(1 0 0) surfaces has been ascribed to the strong covalent character of bonds present in these Al-Co phases, which prevents aluminium diffusion. C2Hn molecules (n = 2, 4, 6) do not adsorb on the Al13Co4(1 0 0) surface in the experimental conditions used in this study, thus suggesting that this surface might not be the active one in the semi-hydrogenation of acetylene

Graphene field effect transistors using TiO2 as the dielectric layer

In this work, we report the electron mobility and electron density of three graphene field effect transistors using a 280 nm titanium dioxide dielectric layer and a graphene channel of area 300 × 300 μm2. We achieve electron mobilities up to 1877 cm2/V and the Dirac point appears in small gate voltages, as compared to similar SiO2 transistors. Also, we obtain the TiO2 surface roughness through profilometry and confirm that electron mobility is inversely proportional to the channel's surface roughness.Fil: Flores Silva, Pedro A.. Universidad Nacional Autónoma de México; MéxicoFil: Borja Hernández, Carlos. Universidad Nacional Autónoma de México; MéxicoFil: Magaña, Carlos. Universidad Nacional Autónoma de México; MéxicoFil: Acosta, Dwight R.. Universidad Nacional Autónoma de México; MéxicoFil: Botello Méndez, Andrés R.. Universidad Nacional Autónoma de México; MéxicoFil: Serkovic Loli, Laura Natalia. Universidad Nacional Autónoma de México; México. Comision Nacional de Energia Atomica. Centro Atomico Bariloche. Grupo de Física de Superficies; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentin