Práctica STM

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Propuesta de práctica EJAB Física de Superficies y Materiales 2D.
Preparación y caracterización de la superestructura (√3x√3)R30º formada por Bi
depositado sobre Ag(111).
Lugar: Laboratorio de microscopía STM, 
Por : Esteban Gayone y Hugo Ascolani
Resumen: Se propone crecer y observar por STM la aleación de superficie (√3x√3)R30º
formada al depositar bismuto sobre la cara (111) de un monocristal de Ag. Esta
superestructura ya fue presentada en el módulo sobre Física de Superficies. En primer
lugar se prepará una superficie Ag(111) limpia y ordenada mediante ciclos de “erosionado”
con argón y calentamiento a 500C. El grado de limpieza de la superficie se verificará
mediante espectroscopía de electrones Auger mientras que el grado de ordenamiento
mediante la técnica de LEED. Luego se depositará Bi por evaporación sobre la superficie
(111) de un monocristal de Ag en condiciones de ultra-alto-vacío. Mediante la técnica de
LEED se calibrará la tasa de evaporación de Bi y luego se encontrará la superestructura
deseada. Luego, se tomarán imágenes con resolución atómica de la superficie obtenida
mediante microscopía de efecto túnel en condiciones de ultra-alto-vacío.
Interés del tema.
A partir del descubrimiento del grafeno y de sus propiedades extraordinarias se ha
disparado un enorme interés por extender más allá del grafeno el rango de materiales
bidimensionales (2D). Entre ellos, nos interesan especialmente aquellos donde el
acoplamiento espín-orbita (E-O) es importante debido a que presentan propiedades
electrónicas muy peculiares que tienen amplia aplicación en la fabricación de
dispositivos para espintrónica. 
La característica esencial de cualquier acoplamiento E-O es que, incluso en
ausencia de un campo magnético aplicado externamente, los electrones que se mueven
en un campo eléctrico experimentan un campo magnético efectivo en su marco de
movimiento, que se acopla al momento magnético del electrón. En átomos se conoce que
el efecto S-O va como el número atómico Z4 ( donde Z es el número atómico).
En superficies, la presencia de átomos con alto acoplamiento S-O , como es el
caso del bismuto, causa el desdoblamiento de las bandas electrónicas de superficie
según su espín ( Efecto Rashba). La superestructura (√3x√3)R30º formada por Bi
depositado sobre Ag(111) es un caso muy especial ya que presenta un efecto Rashba
gigante. [1] Utilizando esta propiedad de la interfaz Bi/Ag(111), Rojas et al. [2]
construyeron en el año 2013 un conversor de corriente de espines en corriente eléctrica. 
Referencias:
[1] Giant Spin Splitting through Surface Alloying, Ast et al., Phys. Rev. Lett. 98, 186807 (2007 )
[2] Spin-to-charge conversion using Rashba coupling at the interface between non-magnetic materials, Rojas
et al., NATURE COMMUNICATIONS, año 2013, | 4:2944 | DOI: 10.1038/ncomms3944