NOTICIAS

Estudio sobre grafeno deformado gana medalla Juan Manuel Lozano Mejía

Reyna Alejandra Fonseca Velázquez
25/ene/2017

Un trabajo de tesis de doctorado sobre el comportamiento electrónico y óptico del grafeno deformado, que produjo seis artículos publicados en revistas internacionales, fue el merecedor de la Medalla Juan Manuel Lozano Mejía, un reconocimiento que otorga anualmente el Instituto de Física (IF) a la mejor tesis de doctorado.

Maurice Oliva Leyva es el autor de un trabajo de tesis premiado el pasado 15 de diciembre del 2016 en el Auditorio Alejandra Jaidar del IF, por su excelente investigación teórica acerca del impacto de las deformaciones estructurales del grafeno sobre sus propiedades electrónicas y ópticas, bajo la tutoría de Gerardo García Naumis.

Maurice es de nacionalidad cubana y estudió la licenciatura de Física en 2007 en la Universidad de La Habana, al igual que la maestría en Ciencias Físicas en 2011. A finales de ese mismo año, siendo profesor de asignatura en la Facultad de Física de esa universidad, decidió venir a México a hacer el doctorado motivado por su esposa, quien era estudiante de posgrado en la UNAM.

La Medalla Juan Manuel Lozano Mejía se suma ahora a los logros que Maurice ha obtenido a lo largo de su trayectoria académica: desde el Título de Oro que se le otorga a los alumnos con los más altos índices académicos en la Universidad de La Habana hasta su nombramiento como “Profesor Tiza de Oro”, que otorga anualmente la Federación Estudiantil Universitaria de dicha universidad a profesores de excelencia.

Desde el primer momento en que Oliva Leyva se puso en contacto con García Naumis, recibió un gran apoyo y motivación de su parte, mismos que se mantuvieron durante todo el trabajo de tesis doctoral, según palabras del premiado: “fue todo un lujo contar a tiempo completo con la asesoría y capacidad de trabajo del profe Naumis”.

Su tesis titulada “Hamiltoniano efectivo de Dirac para el grafeno deformado: propiedades electrónicas y ópticas” fue motivada por la analogía entre los modelos para describir las propiedades electrónicas del grafeno deformado y las del grafeno perfecto bajo un campo electromagnético. “El grafeno sometido a ciertas deformaciones se comporta como si estuviera sometido a la acción de un campo magnético uniforme muy intenso”, explica el joven investigador.

Gerardo García Naumis, con experticia previa en el comportamiento del grafeno bajo radiación electromagnética, le propuso “describir al grafeno deformado mediante una ecuación efectiva de Dirac”, dice Maurice, una ecuación que se usa en la mecánica cuántica para describir el comportamiento de partículas relativistas, es decir, donde importa la velocidad a la que se mueven.

Sin embargo, hubo retos. El primero de ellos fue el hecho de que existían varias ecuaciones efectivas de Dirac para capturar los efectos de las deformaciones sobre del grafeno. Entonces, debían explorarlas una a una para saber cuál de todas era la más adecuada. Por eso, para continuar con la investigación, “tuvimos que averiguar cuál de todos los formalismos, en la aproximación de Dirac, era el adecuado para modelar al grafeno deformado”, explica Oliva.

Resultado de esa búsqueda los llevó a derivar una ecuación más general que las reportadas hasta ese momento, pues en su derivación tomaron en cuenta el corrimiento de los puntos de Dirac, un efecto inducido por las deformaciones estructurales, que no se había considerado previamente.

Esquema del corrimiento del cono de Dirac cuando el grafeno es sometido a una deformación uniaxial (en un solo eje); el cono rojo es el cono de Dirac en la deformación y el gris es el cono de Dirac cuando el grafeno no está deformado.

Este primer resultado fue dado a conocer en una publicación en la revista Physical Review B y les abrió espacio en un área de investigación muy competitiva. Este artículo es el más citado de todos los publicados por Oliva Leyva en otras revistas a lo largo de sus estudios doctorales.

“Encontramos una ecuación dentro de la aproximación de Dirac que modela apropiadamente la velocidad anisotrópica de Fermi para el grafeno bajo una deformación uniforme”, es decir, una ecuación que dice cómo se comportan los electrones al moverse dentro dicho material deformado.

“Más allá de que nosotros describiéramos alguna propiedad particular del grafeno deformado, desde el punto de vista general, donde creo que más contribuimos nosotros con este trabajo fue en dar una descripción, dentro de la aproximación de Dirac, lo más general y consistente posible”, dijo el investigador en entrevista para Noticias IFUNAM.

Una muestra del impacto de la investigación doctoral realizada por Oliva Leyva queda expresada por el hecho que unos de sus artículos, "Sound waves induce Volkov-like states, band structure and collimation effect in graphene", resultó entre las 10 mejores publicaciones de autores latinoamericanos que tuvieron más descargas durante el 2016, como publicó el Institute of Physics (IOP) el pasado 6 de diciembre en su sitio web.

Con toda la experiencia y el conocimiento adquirido en el doctorado, desde septiembre de 2016, Maurice Oliva Leyva realiza estudios posdoctorales en el Instituto de Investigaciones en Materiales de la UNAM (IIM-UNAM), en donde desarrolla modelos analíticos para materiales con deformación estructural, bajo la asesoría de Chumin Wang Chen. En este nuevo proyecto, Oliva estudiará las propiedades eléctricas y ópticas de materiales bidimensionales bajo deformación de estructura, más allá del grafeno.

“Me siento muy contento de haber ganado el premio”, comenta el joven investigador ganador de la Medalla JMLM, “el compromiso era bastante alto pues el profesor Naumis es una persona que forma investigadores de calidad”, sin embargo reconoce la dificultad de competir con otros graduados del IFUNAM, porque “dentro de este Instituto se forman investigadores muy bien preparados”, concluye.