Plasmon Generation through Electron Tunneling in Graphene

The short wavelength of graphene plasmons relative to the light wavelength makes them attractive for applications in optoelectronics and sensing. However, this property limits their coupling to external light and our ability to create and detect them. More efficient ways of generating plasmons are therefore desirable. Here we demonstrate through realistic theoretical simulations that graphene plasmons can be efficiently excited via electron tunneling in a sandwich structure formed by two graphene monolayers separated by a few atomic layers of hBN. We obtain plasmon generation rates of $\sim10^{12}-10^{14}/$s over an area of the squared plasmon wavelength for realistic values of the spacing and bias voltage, while the yield (plasmons per tunneled electron) has unity order. Our results support electrical excitation of graphene plasmons in tunneling devices as a viable mechanism for the development of optics-free ultrathin plasmonic devices.Comment: 15 pages, 11 figures, 92 reference

The use of current music to reinforce grammatical structures in a foreign language class

This present dissertation consists of a proposal of activities related to the use of music in a secondary classroom. With this thesis, we will see that songs can be considered for inclusion in the curriculum and will also show that they help to consolidate knowledge related to the acquisition of linguistic and grammatical elements and structures in a second language. For this, we have designed different activities in which what is sought is to reinforce different grammatical elements with the intention that they can be made once finished either the thematic unit or each school term.Este trabajo de fin de master consiste en una propuesta de actividades relacionadas con el uso de la música en el aula de secundaria. Con este trabajo, busco que las canciones puedan ser consideradas de inclusión en el currículo y quiero demostrar que ayudan a afianzar conocimientos relacionados con la adquisición de elementos lingüísticos y estructuras gramaticales en una segunda lengua. Para ello he diseñado diferentes actividades en las cuales lo que se busca es reforzar diferentes elementos gramaticales con la intención de que se realicen una vez finalizada o bien la unidad temática o bien cada trimestre escolar.Departamento de Filología InglesaMáster en Profesor de Educación Secundaria Obligatoria y Bachillerato, Formación Profesional y Enseñanzas de Idioma

Plasmon-electron interactions in low dimensional materials

Ever since the advent of modern technology, major developments have come hand in hand with miniaturization and speed of operation. A proof of this is provided by the impressive success of Moore's law, which predicted that the number of transistors per affordable microprocessor would double every two years. That would not have been possible if transistors kept their initial physical dimensions. By the end of 2018, MIT and University of Colorado researchers broke a new record for the smallest 3D transistor yet with a lateral size of only 2.5 nm. As of 2019, there are commercially available 5 nm transistors. Considering these sizes it is then remarkably important to understand and to be able to manipulate materials at the nanoscale, where they behave differently compared with macroscopic structures. Hence, researchers have put substantial efforts towards finding the explanation of diverse phenomena at the nanoscale, engineering new nanodevices, and proposing or predicting new mechanisms to achieve the next generation of chips and integrated circuits. Indeed, the rise of the so-called low dimensional materials (graphene, transition metal dichalcogenides, cuprates, hBN, black P, carbon nanotubes, and others), i.e., those whose atomic planes are bonded by weak van der Waals forces (2D) or whose atoms are arranged in chains or tubes (1D), has been influenced by the quest for new more efficient and compact designs. In this thesis we study the optical properties of some of these materials and how they are modified by the interaction with electrons that, depending on the specific case, we consider to be either dopants, or impinging in highly-focused beams, or via tunneling. Specifically, we start with a comprehensive analysis of plasmons, the collective oscillations of free electrons coupled to light, in finite highly-doped carbon nanotubes. Next, we explore how to select the proper plasmon mode excited by electron beams depending on the orientation and position of the latter and also how to improve the interaction between two quantum emitters when mediated by the main plasmonic mode in our structures. We predict record-high Purcell factors of the order of 10^8, which supports the use of carbon nanotubes as active plasmonic elements with high potential in optoelectronics and quantum optics. We then continue with one dimensional systems, but now focusing on atomic chains to emulate simple solid-like structures where to inspect strong-field driven electron dynamics in solids. Specially, we tackle several still pending questions about the role of electron-electron interactions and the proper choice of material to achieve better high-harmonic generation yields. After that, we test these findings in more realistic 1D systems: carbon nanotubes. Eventually, we find that the addition of a small number of doping charges to semiconductors can enable intraband plasmon excitations that concentrate the impinging light and boosts the high-harmonic generation efficiency. Next, we investigate how to use two dimensional heterostructures (stacked layers) for new compact ways of generating plasmons that do not need external light sources. More precisely, we propose tunneling electrons as plasmon triggers. We thus design a device consisting of a 1 nm-thick sandwich of graphene-hBN-graphene whose activation mechanism would be by an electron that tunnels from one graphene layer to another losing energy in the process that is invested into exciting plasmons. We predict a generation efficiency that can reach one plasmon per tunneled electron and that is robust upon distortions and variations in doping. We then complete this study by analyzing graphene-insulator-metal structures, which unfortunately present less efficient generation rate. In summary, the outcomes of this thesis open new paths towards a more efficient generation of nonlinear processes in solid nanoarchitectures and optics-free manipulation at the nanoscale for future optoelectronic devices.Desde el advenimiento de la tecnología moderna, muchos desarrollos científicos han venido de la mano con la miniaturización y la velocidad. Una prueba de esto es el éxito de la Ley de Moore que predijo que el número de transistores por procesador se doblaría cada dos años y que no habría sido posible si los transistores hubiesen mantenido su tamaño original. A finales de 2018 investigadores del MIT y de la Universidad de Colorado batieron un nuevo récord del transistor más pequeño hasta la fecha de solo 2.5 nm de tamaño. En lo que a 2019 se refiere, ya hay transistores de 5 nm disponibles en el mercado. Considerando estas dimensiones, es de vital importancia tanto entender como poder manipular los materiales en la nanoescala, donde se compartan de una manera totalmente diferente a cómo lo hacen macroscópicamente. Así pues, los investigadores han puesto especial empeño en explicar diversos fenómenos en la nanoescala, en diseñar nuevos nanodispositivos y en proponer o predecir nuevos mecanismos para lograr las nuevas generaciones de chips y circuitos integrados. De hecho, el ascenso de los materiales de baja dimensionalidad (grafeno, TMDs, hBN, P negro y otros), i.e., con planos atómicos están enlazados por fuerzas de van der Waals (2D) o cuyos átomos se ordenan en cadenas o tubos (1D), ha venido por la constante búsqueda de nuevos diseños más compactos y eficientes. En esta tesis, estudiamos las propiedades ópticas de algunos de estos materiales y cómo se modifican debido a la interacción con electrones que, dependiendo del caso concreto, son dopantes o inciden en haces de electrones altamente focalizados. Más en particular, empezamos con un análisis de plasmones, la oscilación colectiva de electrones acoplada a la luz, en nanotubos de carbono (CNTs) finitos altamente dopados. A continuación, exploramos cómo seleccionar el modo del plasmón adecuado usando haces de electrones además de cómo mejorar la interacción entre dos emisores cuánticos cuando el modo plasmónico principal hace de mediador. Predecimos un valor de 10^8 para el factor de Purcell que respalda el uso de CNTs como elementos plasmónicos activos de gran potencial en optoelectrónica y óptica cuántica. Continuamos con sistemas unidimesionales pero esta vez eligiendo cadenas atómicas para emular estructuras sólidas simples donde examinar la dinámica de los electrones cuando están guiados por campos fuertes. Más concretamente, abordamos las cuestiones aún pendientes sobre el papel que juegan las interacciones electrón-electrón y la elección apropiada de material para la generación más eficiente de armónicos altos, y comprobamos nuestras conclusiones en sistemas 1D más realistas: los nanotubos de carbono. Así pues, encontramos que la adición de una pequeña cantidad de carga puede producir excitación de plasmones intrabanda que concentran el campo incidente y fomentan la eficiencia de la generación de armónicos altos. Después, investigamos cómo emplear heteroestructuras 2D para desarrollar nuevas formas más compactas de generar plasmones sin tener que utilizar fuentes externas, por ello utilizamos electrones de efecto túnel. El dispositivo que planteamos es un sándwich de grafeno-hBN-grafeno que se activaría por medio de un electrón que salta de una lámina de grafeno a la otra por efecto túnel, en el proceso pierde energía y ésta se invierte en excitar plasmones. Predecimos una eficiencia de generación que puede alcanzar un plasmón por electrón que salta por efecto túnel y que se mantiene a pesar de las posibles distorsiones por rotación de las láminas o de los cambios en el dopado. Además, completamos este estudio analizando el caso para estructuras de grafeno-aislante-metal y comprobamos que son menos eficientes que sus homólogas de grafeno-hBN-grafeno. En resumen, estos resultados abren la puerta hacia la generación de armónicos más eficiente en nanosólidos y hacia la manipulación en la nanoescala sin elementos ópticos para futuros nanodispositivos optoelectrónicos

'This uers is ful wel iwroght': satire, religion and confession in the Kildare poems from BL MS Harley 913

BL MS Harley 913, an Anglo-Irish manuscript that can be found in the British Library, is well-known because of containing a set of anonymous poems that have come to our days with the name of 'Kildare poems'. This B. A. Thesis aims to bring to light this set of poems by providing a detailed study of them being treated individually. For this purpose, I have used a new classification of the poems in which I have grouped them taking into account their thematic. With this process, my contribution to the research of these poems and their importance for the Irish world is demonstrated.BL MS Harley 913, un manuscrito que podemos encontrar en la Biblioteca Británica, es conocido por contener en su interior un conjunto de poemas anónimos que han llegado hasta nuestro días con el nombre de 'Kildare poems'. El propósito de este trabajo de fin de grado es sacar a la luz este conjunto de poemas proporcionando un estudio detallado sobre ellos siendo tratados individualmente. Para ello, me he servido de una nueva clasificación en la que he agrupado dichos poemas teniendo en cuenta su temática. Con este proceso, queda demostrada mi contribución en la investigación de estos poemas y su importancia para el mundo irlandés.Departamento de Filología InglesaGrado en Estudios Inglese

Plasmon-electron interactions in low dimensional materials

Ever since the advent of modern technology, major developments have come hand in hand with miniaturization and speed of operation. A proof of this is provided by the impressive success of Moore's law, which predicted that the number of transistors per affordable microprocessor would double every two years. That would not have been possible if transistors kept their initial physical dimensions. By the end of 2018, MIT and University of Colorado researchers broke a new record for the smallest 3D transistor yet with a lateral size of only 2.5 nm. As of 2019, there are commercially available 5 nm transistors. Considering these sizes it is then remarkably important to understand and to be able to manipulate materials at the nanoscale, where they behave differently compared with macroscopic structures. Hence, researchers have put substantial efforts towards finding the explanation of diverse phenomena at the nanoscale, engineering new nanodevices, and proposing or predicting new mechanisms to achieve the next generation of chips and integrated circuits. Indeed, the rise of the so-called low dimensional materials (graphene, transition metal dichalcogenides, cuprates, hBN, black P, carbon nanotubes, and others), i.e., those whose atomic planes are bonded by weak van der Waals forces (2D) or whose atoms are arranged in chains or tubes (1D), has been influenced by the quest for new more efficient and compact designs. In this thesis we study the optical properties of some of these materials and how they are modified by the interaction with electrons that, depending on the specific case, we consider to be either dopants, or impinging in highly-focused beams, or via tunneling. Specifically, we start with a comprehensive analysis of plasmons, the collective oscillations of free electrons coupled to light, in finite highly-doped carbon nanotubes. Next, we explore how to select the proper plasmon mode excited by electron beams depending on the orientation and position of the latter and also how to improve the interaction between two quantum emitters when mediated by the main plasmonic mode in our structures. We predict record-high Purcell factors of the order of 10^8, which supports the use of carbon nanotubes as active plasmonic elements with high potential in optoelectronics and quantum optics. We then continue with one dimensional systems, but now focusing on atomic chains to emulate simple solid-like structures where to inspect strong-field driven electron dynamics in solids. Specially, we tackle several still pending questions about the role of electron-electron interactions and the proper choice of material to achieve better high-harmonic generation yields. After that, we test these findings in more realistic 1D systems: carbon nanotubes. Eventually, we find that the addition of a small number of doping charges to semiconductors can enable intraband plasmon excitations that concentrate the impinging light and boosts the high-harmonic generation efficiency. Next, we investigate how to use two dimensional heterostructures (stacked layers) for new compact ways of generating plasmons that do not need external light sources. More precisely, we propose tunneling electrons as plasmon triggers. We thus design a device consisting of a 1 nm-thick sandwich of graphene-hBN-graphene whose activation mechanism would be by an electron that tunnels from one graphene layer to another losing energy in the process that is invested into exciting plasmons. We predict a generation efficiency that can reach one plasmon per tunneled electron and that is robust upon distortions and variations in doping. We then complete this study by analyzing graphene-insulator-metal structures, which unfortunately present less efficient generation rate. In summary, the outcomes of this thesis open new paths towards a more efficient generation of nonlinear processes in solid nanoarchitectures and optics-free manipulation at the nanoscale for future optoelectronic devices.Desde el advenimiento de la tecnología moderna, muchos desarrollos científicos han venido de la mano con la miniaturización y la velocidad. Una prueba de esto es el éxito de la Ley de Moore que predijo que el número de transistores por procesador se doblaría cada dos años y que no habría sido posible si los transistores hubiesen mantenido su tamaño original. A finales de 2018 investigadores del MIT y de la Universidad de Colorado batieron un nuevo récord del transistor más pequeño hasta la fecha de solo 2.5 nm de tamaño. En lo que a 2019 se refiere, ya hay transistores de 5 nm disponibles en el mercado. Considerando estas dimensiones, es de vital importancia tanto entender como poder manipular los materiales en la nanoescala, donde se compartan de una manera totalmente diferente a cómo lo hacen macroscópicamente. Así pues, los investigadores han puesto especial empeño en explicar diversos fenómenos en la nanoescala, en diseñar nuevos nanodispositivos y en proponer o predecir nuevos mecanismos para lograr las nuevas generaciones de chips y circuitos integrados. De hecho, el ascenso de los materiales de baja dimensionalidad (grafeno, TMDs, hBN, P negro y otros), i.e., con planos atómicos están enlazados por fuerzas de van der Waals (2D) o cuyos átomos se ordenan en cadenas o tubos (1D), ha venido por la constante búsqueda de nuevos diseños más compactos y eficientes. En esta tesis, estudiamos las propiedades ópticas de algunos de estos materiales y cómo se modifican debido a la interacción con electrones que, dependiendo del caso concreto, son dopantes o inciden en haces de electrones altamente focalizados. Más en particular, empezamos con un análisis de plasmones, la oscilación colectiva de electrones acoplada a la luz, en nanotubos de carbono (CNTs) finitos altamente dopados. A continuación, exploramos cómo seleccionar el modo del plasmón adecuado usando haces de electrones además de cómo mejorar la interacción entre dos emisores cuánticos cuando el modo plasmónico principal hace de mediador. Predecimos un valor de 10^8 para el factor de Purcell que respalda el uso de CNTs como elementos plasmónicos activos de gran potencial en optoelectrónica y óptica cuántica. Continuamos con sistemas unidimesionales pero esta vez eligiendo cadenas atómicas para emular estructuras sólidas simples donde examinar la dinámica de los electrones cuando están guiados por campos fuertes. Más concretamente, abordamos las cuestiones aún pendientes sobre el papel que juegan las interacciones electrón-electrón y la elección apropiada de material para la generación más eficiente de armónicos altos, y comprobamos nuestras conclusiones en sistemas 1D más realistas: los nanotubos de carbono. Así pues, encontramos que la adición de una pequeña cantidad de carga puede producir excitación de plasmones intrabanda que concentran el campo incidente y fomentan la eficiencia de la generación de armónicos altos. Después, investigamos cómo emplear heteroestructuras 2D para desarrollar nuevas formas más compactas de generar plasmones sin tener que utilizar fuentes externas, por ello utilizamos electrones de efecto túnel. El dispositivo que planteamos es un sándwich de grafeno-hBN-grafeno que se activaría por medio de un electrón que salta de una lámina de grafeno a la otra por efecto túnel, en el proceso pierde energía y ésta se invierte en excitar plasmones. Predecimos una eficiencia de generación que puede alcanzar un plasmón por electrón que salta por efecto túnel y que se mantiene a pesar de las posibles distorsiones por rotación de las láminas o de los cambios en el dopado. Además, completamos este estudio analizando el caso para estructuras de grafeno-aislante-metal y comprobamos que son menos eficientes que sus homólogas de grafeno-hBN-grafeno. En resumen, estos resultados abren la puerta hacia la generación de armónicos más eficiente en nanosólidos y hacia la manipulación en la nanoescala sin elementos ópticos para futuros nanodispositivos optoelectrónicos.Postprint (published version

Plasmons in doped finite carbon nanotubes and their interactions with fast electrons and quantum emitters

We study the potential of highly doped finite carbon nanotubes to serve as plasmonic elements that mediate the interaction between quantum emitters. Similar to graphene, nanotubes support intense plasmons that can be modulated by varying their level of electrical doping. These excitations exhibit large interaction with light and electron beams, as revealed upon examination of the corresponding light extinction cross-section and electron energy-loss spectra. We show that quantum emitters experience record-high Purcell factors, while they undergo strong mutual interaction mediated by their coupling to the tube plasmons. Our results show the potential of doped finite nanotubes as tunable plasmonic materials for quantum optics applicationsPeer ReviewedPostprint (author's final draft

Presencia de la dictadura de Pinochet en las obras La Casa de los Espíritus y De amor y de sombra de Isabel Allende.

La experiencia vital de Isabel Allende con la dictadura de Pinochet fue lo que la impelió e inspiró para iniciar su carrera como novelista, particularmente en las obras: La casa de los espíritus y De amor y de sombra. La histona es superada por la ficción a través de recursos contemporáneos: el Realismo, propiamente dicho, y el Realismo Mágico. Como novela contemporánea, el aspecto narratológico y los tiempos son manejados con gran acierto y maestría

Application of International Human Rights Law in State and Federal Courts

This article provides a substantive discussion of international human rights law and how it can be used in federal and state courts to protect human rights within and outside the United States. It provides a comprehensive analysis of cases and examples of possible areas in which international human rights standards may be used to interpret United States laws. Specifically, the article seeks to promote more extensive use of international human rights laws by United States lawyers. State and federal courts have traditionally used international law for the application and enforcement of treaties to which the United States has been a party. But because the United States ratified few human rights treaties, protection of human rights in this manner has proved difficult. Nonetheless, federal and state court decisions have provided promising precedents for additional applications of human rights law. This article identifies two significant developments: federal courts have held that allegations of violation of customary international law state a cause of action; and federal and state courts have relied upon international human rights laws and standards to defend and expand individual rights. This article addresses the developments in these cases and in cases involving direct application of human rights treaties