Joaquín Fernández Rossier 1 ra PRUEBA de HABILITACIÓN NACIONAL para el cuerpo de PROFESOR TITULAR AREA de FÍSICA APLICADA Méritos e Historial Proyecto.

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1 Joaquín Fernández Rossier 1 ra PRUEBA de HABILITACIÓN NACIONAL para el cuerpo de PROFESOR TITULAR AREA de FÍSICA APLICADA Méritos e Historial Proyecto Investigador Proyecto Docente

2 Breve resumen (5 m) Méritos e Historial (45 m) Orden temporal Criterios (A-E) G) Proyecto Docente (25 m) H) Proyecto Investigador (15 m)

3 Trayectoria Postdoc 1: (24 meses, 99-01), UCSD Becario FPI postdoctoral Contratado a tiempo parcial UCSD Postdoc 2: (18 meses, 01- 03), UT Investigador Contratado por UT Contrato Ramón y Cajal ( Abril 03-Marzo 08), Área de Ciencia de Materiales Departamento de Física Aplicada UA Predoctoral (94- 99), UAM, Dpto. de Física Teórica de la Materia Condensada Becario Profesor Ayudante

4 Mi investigación en pocas palabras Dispositivos nano-electrónicos Estructura Electrónica Optica Magnetismo Transporte 10nm

5 Investigación en números 32 Publicaciones (26 ISI Web of Science) 4 Physical Review Letters (1 er autor) 12 Physical Review B 1 Applied Physics Letters >200 Citas Web of Science 40 seminarios y charlas de investigación 10 Seminarios Invitados 7 Charlas Invitadas

6 Mi docencia en pocas palabras Técnicas Experimentales II ( Cuántica, Termodinámica, Óptica, 3 curso Física) (97-98) Técnicas Experimentales III Electrónica, 4 curso de Física (98-99) Fundamentos Físicos de la Ingeniería I (Ingeniería Química) 2003-2004 2004-2005 2005-2006 Curso Pre-inicio 2004-05 2005-06

7 ACREDITACIÓN ANECA Acreditado por la A.N.E.C.A. para ser Profesor Contratado Doctor

8 Historial Docente e Investigador 1994-2006

9 RESUMEN Contrato Ramón y Cajal (2003-), Departamento de Física Aplicada de la UA Predoctoral (1994- 99), UAM Postdoc 1: (24 meses, 99-01), UCSD Postdoc 2: (18 meses, 01- 03), UT

10 RESUMEN Contrato Ramón y Cajal (2003-), UA Control eléctrico de nanoimanes Predoctoral (1994- 99), UAM Postdoc 1: (99-01), UCSD Estructura electrónica de semiconductores ferromagnéticos Postdoc 2: (01- 03), UT Portadores de no equilibrio en materiales magnéticos

11 Tesis Doctoral Departamento: Física Teórica de la Materia Condensada Supervisor: Carlos Tejedor Septiembre 94, Enero 99 Becario (94-98) Profesor Ayudante (Febrero 98-Agosto 99) Excitones en Pozos cuánticos semiconductores: Respuesta óptica no-lineal Fenómenos de coherencia

12 Pozos cuánticos GaAs: Motivación Quantum Well Lasers Electro-moduladores

13 Pozos Cuánticos GaAs 3D GaAlAs GaAs

14 Excitones en Pozos Cuánticos GaAs J=3/2 (L=1,s=1/2) Jz= 3/2 -3/2 - +1/2 +3/2 + -1/2 +1

15 Excitones: dinámica Pozo Cuántico antes de la llegada del pulso laser +

16 Gas de Excitones +1 Creado con pulso laser (1ps) + N +1 N -1 Excitones: dinámica 1ps= 10 -12 s

17 Relajación Spin Relajación de spin (1-100 ps) N +1 N -1 Excitones: dinámica

18 + Emisión espontánea (10-10000 ps) N +1 N -1 Excitones: dinámica

19 Densidad Magnetización Polarización Tiempo de recombinación Tiempo de relajación de spin Tiempo de coherencia

20 Líquido de excitones en pozos cuánticos semiconductores: efectos de spin 1.J. Fernández-Rossier, C. Tejedor, L. Munoz and L. Viña Polarized interacting exciton gas in quantum wells and bulk semiconductors Physical Review B 54, 11582 (1996) 2.L. Viña, L. Muñoz, E. Pérez, J. Fernández-Rossier, C. Tejedor, K. Ploog Spin splitting in a polarized quasi-two-dimensional exciton gas. Physical Review B 54, R8317 (1996)

21 MOTIVACIÓN EXPERIMENTAL: Desdoblamiento de las PL + y - EVOLUCIÓN TEMPORAL del Desdoblamiento y la Polarización de spin X 3.5 ++ +- N +1 N -1

22 Campo medio no restringido para pares e-h: Interacción e-h exacta en el límite n 0 Todos los excitones en K CM =0 (APROX) Correcciones O(n) de la energía de ligadura Excitones Polarizados de spin Excitones libres (gas ideal) Excitones acoplados (gas no ideal) ( Bloqueo Pauli eh Canje ee hh ) -

23 Excitones en Pozos Cuánticos TEORIA + EXPERIMENTO UAM EXPERIMENTO Toulouse Jeune et al., PRB 1998 46 citas

24 Excitones Polarizados de spin Excitones libres (gas ideal) Excitones acoplados (gas no ideal) Plasma eh

25 Excitones interactuantes en DOBLES pozos cuánticos semiconductores J. Fernández-Rossier y C. Tejedor, Spin degree of freedom in two dimensional exciton condensates, Physical Review Letters 78, 4908 (1997)

26 Dobles Pozos Cuánticos GaAs GaAlAsGaAs 33

27 Excitones en Dobles Pozos Cuánticos Sube Baja ( Bloqueo Pauli eh Canje ee hh ) -

28 VERIFICACIÓN EXPERIMENTAL de la PREDICCIÓN TEORICA JFR, PRL97

29 1.D. Porras, J. Fernández-Rossier and C. Tejedor, Fermi-edge singularities in linear and nonlinear ultrafast spectroscopy, Phys. Rev. B63, 245321 (2001) 2.J. Fernández-Rossier, S. Haacke and B. Deveaud, Comment on ``Quantum Theory of Secondary Emission in Optically Excited Semiconductor....'' Phys. Rev. Lett. 84, 2281 (2000) 3.J. Fernández-Rossier, C. Tejedor, R. Merlin Microscopic theory of Coherent Control and Rayleigh Scattering in GaAs Quantum Wells Semiconductor Science and Technology, Topical Review, 15 R65 (2000) 4.J. Fernández-Rossier, C. Tejedor and R. Merlin, Exciton Beats in GaAs Quantum Wells: Bosonic Representation and Collective Effects Solid State Comm. 112, 597-600 (1999). 5.J. Fernández-Rossier, C. Tejedor and R. Merlin, Coherent light emission from exciton condensates in semiconductor quantum wells Solid State Communications 108, 473 (1998) LINEA NUEVA INVESTIGACIÓN del grupo Coherencia de fase en pozos cuánticos semiconductores

30 1.D. Porras, J. Fernández-Rossier and C. Tejedor, Fermi-edge singularities in linear and nonlinear ultrafast spectroscopy, Phys. Rev. B63, 245321 (2001) 2.J. Fernández-Rossier, S. Haacke and B. Deveaud, Comment on ``Quantum Theory of Secondary Emission in Optically Excited Semiconductor....'' Phys. Rev. Lett. 84, 2281 (2000) 3.J. Fernández-Rossier, C. Tejedor, R. Merlin Microscopic theory of Coherent Control and Rayleigh Scattering in GaAs Quantum Wells Semiconductor Science and Technology, Topical Review, 15 R65 (2000) 4.J. Fernández-Rossier, C. Tejedor and R. Merlin, Exciton Beats in GaAs Quantum Wells: Bosonic Representation and Collective Effects Solid State Comm. 112, 597-600 (1999). 5.J. Fernández-Rossier, C. Tejedor and R. Merlin, Coherent light emission from exciton condensates in semiconductor quantum wells Solid State Communications 108, 473 (1998) LINEA NUEVA INVESTIGACIÓN del grupo

31 Excitones: Diagrama de Fases T 1 1 BCS BEC Excitons Plasma eh crossover Mott Transición FRIOS CALIENTES

32 Condensación de excitones = dipolo macroscópico oscilante = emisión luz coherente (Glauber) COHERENCIA ESPONTÁNEA ¿Consecuencias Experimentales de una condensación de Bose de Excitones? ++ DIPOLO

33 Condensación de Excitones: IMPACTO 48 citas

34 DOCENCIA en la UAM

35 Profesor Ayudante 1 de febrero 1998 a 31 de agosto de 1999 Técnicas Experimentales II Curso 97-98 60 horas 3 curso de Física, TRONCAL Optica Termodinámica Física Cuántica Profesores Responsables: Ernesto Dieguez (Física de Materiales) Carmen de las Heras (Física de Materiales) Técnicas Experimentales III Curso 98-99 60 horas 4 curso de Física, TRONCAL Electrónica Profesor Responsable: Basilio García (Física Aplicada)

36 Medida de la velocidad de la luz Medida de la constante de Planck Experimento de Franck Hertz Goniómetro Difracción de electrones Coexistencia líquido-gas Interferometro de Michelson Técnicas Experimentales II Tareas: Seguimiento de los alumnos Evaluación de las prácticas Inteferómetro Experimento Frank-Hertz Goniometro

37 Fuente de alimentación estabilizada con Diodo Zener Fuente de alimentación estabilizada con Transistor El transistor como amplificador Retroalimentación positiva. Oscilaciones Barkhausen El amplificador operacional Electrónica Digital. Puertas lógicas. Técnicas Experimentales III Tareas: Seguimiento de los alumnos Exposición teoría Evaluación de las prácticas y examen

38 Contrato Ramón y Cajal (2003-), UA Control eléctrico de nanoimanes Predoctoral (1994- 99), UAM Excitones en Pozos Cuánticos Semiconductores Postdoc 1: (99-01), UCSD Estructura electrónica de semiconductores ferromagnéticos Postdoc 2: (01- 03), UT Portadores de no equilibrio en materiales magnéticos

39 Etapa Postdoctoral 1 Departamento de Física de la UCSD (16 de USA) Prof. Lu Sham 24 meses FPI [POSTOCTORAL] y contratado por (Institute of Pure and Applied Physics de UCSD) Teoría del ferromagnetismo en semiconductores (III,Mn),V Espejismo cuántico en superfície Cu(111)

40 Lu Sham Kohn- Sham theory, Miembro de la National Academy of Science US, (Applied Physical Sciences)

41 Estructura electrónica de heteroestructuras semimagnéticas J. Fernandez-Rossier and L. J. Sham Spin separation in digital ferromagnetic heterostructures, Phys. Rev. B66, 073312 (2002) J. Fernandez-Rossier and L. J. Sham, A theory of ferromagnetism in planar heterostructures of (Mn,III)-V semiconductors, Phys. Rev. B64, 235323 (2001)

42 H. Ohno et al., Applied Physics Letters, 69, 363 (1996)

43 (II,Mn)-VI (Cd,Mn)-Te (Zn,Mn)-S (Zn,Mn)-Se (III, Mn)-V (Ga,Mn)-As (In, Mn)-As (Ga,Mn)-N Zn Cd Hg II BC AlSi NO PS GaGe InSn AsSe Sb IV V III VI Te Mn Semiconductores Magnéticos

44 Motivación Y. OHNO et al., Nature 402, 790 (1999) Magnetic Light emitting diode Spin injection Compatible with GaAs All semiconductor Magnetic Tunnel Junction Large TMR (at 4 Kelvin) Tanaka, Higo, PRL 2001 Electric Control of Ferromagnetism First electrically tunable ferromagnet Reversible change of T c H. Ohno, Nature (2000) Spin Injection Heterostructures III- V + (III,Mn)-V Magnetic control of transport Electric control of Magnetism

45 Digital Multilayer R. K. Kawakami et al., Appl. Phys. Lett, 87, 379 (2000).

46 T C (K) -150-5050150 10 ML 20ML 40ML -150-5050150 0 2e-05 4e-05 6e-05 8e-05 0.00010 2e-05 4e-05 6e-05 8e-05 0.00010 2e-05 4e-05 6e-05 8e-05 0.0001 =5 A. p=2.5 10 13 cm -2 01020304050 30 40 50 60 Theory EXPERIMENT Interlayer Distance (ML) 1020304050 30 40 50 60 =15 A, p=8 10 13 cm -2 T C (K) Interlayer Distance (ML) 10 ML 20 ML 40 ML

47 Seminarios Invitados: University of Eindhoven, Febrero 2001 University of Cambridge, Abril 2001 UC Santa Barbara, Abril 2001 University of Texas, Mayo 2001 30 citas

48 Efecto Kondo de Co en Cu(111) D. Porras, J.Fernandez-Rossier and C. Tejedor Theory of Quantum Mirages in Quantum Corrals Phys. Rev. B. 63, 155406 (2001) Experiment: H.C. Manoharan,C.P. Lutz and D. Eigler, Nature 403,512 (2000) LINEA NUEVA INVESTIGACIÓN propuesta por mí

49 19 citas

50 Contrato Ramón y Cajal (2003-), UA Control eléctrico de nanoimanes Predoctoral (1994- 99), UAM Excitones en Pozos Cuánticos Semiconductores Postdoc 1: (99-01), UCSD Estructura electrónica de semiconductores ferromagnéticos Postdoc 2: (01- 03), UT Portadores de no equilibrio en materiales magnéticos

51 Etapa Postdoctoral 2 Departamento de Física de la Universidad de Texas en Austin Prof. Allan H. MacDonald 18 meses Contratado por UT Transferencia de Spin por corriente Ferromagnetismo inducido por luz

52 Resistencia Alta VALVULA DE SPINMagnetoresistencia gigante (GMR) Resistencia Baja A. Fert (Francia) Phys. Rev. Let. (1989) IBM: GMR read heads, 1997

53 Efecto de la corriente en las ondas de spin LINEA NUEVA INVESTIGACIÓN en el grupo

54 MOTIVACIÓN EXPERIMENTAL D. Ralph, Science,Cornell A.Fert, PRL La magnetización afecta a la corriente ¿Afecta a la corriente a la magnetización?

55 Ferromagnetismo Inducido por Luz laser

56 Isothermal transitions for (Zn,Mn) S T=0.5 K Switching ferromagnetism on and off !!! JFR, C. Piermarocchi, P. Chen, A. H. MacDonald, L. J. Sham, Phys. Rev. Lett 93, 127201, (2004)

57 CHARLA INVITADA en Optics of Excitons in Confined Systems 9 Edición, Southampton, Septiembre 04 LIFM: Impacto 1.J. Chovan et al., Phys. Rev. Lett. 96, 057402 (2006) 2.M. V. Katkov et al., Phys. Rev. B73, 033305 (2006) 3.G. Chiappe et al., Phys. Rev. B72, 245311 (2005) 4.G. Ramón, et al., Phys. Rev. B71, 121305 (R)(2005) 5.C. Piermarocchi, Phys. Rev. B70, 235210 (2004)

58 Actividad Docente en UT Curso de Doctorado Statistical Mechanics. Profesor Responsable: Allan MacDonald Clase Impartidas: 2 (Modelo de Ising: solución exacta 1D, campo medio).

59 Contrato Ramón y Cajal (2003-), Departamento de Física Aplicada, UA Predoctoral (1994- 99), UAM Excitones en Pozos Cuánticos Semiconductores Postdoc 1: (99-01), UCSD Estructura electrónica de semiconductores ferromagnéticos Postdoc 2: (01- 03), UT Portadores de no equilibrio en materiales magnéticos

60 Contrato Ramón y Cajal Dep. Física Aplicada de la Universidad de Alicante (1 Abril 2003- 31 Marzo 2008) N o 9 área de Ciencia de Materiales, 2da convocatoria

61 Publicaciones trabajo UA 1 J. Fernández-Rossier Single Exciton spectroscopy of semimagnetic quantum dots Physical Review B73, 045301 (2006)B)73 2 J. Fernández-Rossier, D. Jacob, C. Untiedt, J. J. Palacios Transport in magnetically ordered Pt nanocontacts Physical Review B72, 227418 (2005) 3 G. Chiappe, J. Fernandez-Rossier, E. Anda, E. Louis Single-photon exchange interaction in a semiconductor microcavity Physical Review B72, 245311 (2005) 4 D. Jacob, J. Fernandez-Rossier, J. J. Palacios Magnetic and Orbital and blocking in Ni nanocontacts Phys. Rev. B71, 220403 (2005) 5 L.Brey, C. Tejedor, J. Fernandez-Rossier Tunnel Magneto-resitance in GaMnAs: going beyond Julliere formula Applied Physics Letters 85, 1996 (2004) 6 Brey, J. Fernandez-Rossier, C. Tejedor Spin depolarization in the transport of holes across GaMnAs/GaAlAs/p-GaAs Phys. Rev. B70, 235334 (2004) 7 J. Fernandez-Rossier, L. Brey Ferromagnetism mediated by few electrons in semimagnetic quantum dots Phys. Rev. Lett. 93, 1172001 (2004) APL

62 Publicaciones trabajo UA 1 J. Fernández-Rossier Single Exciton spectroscopy of semimagnetic quantum dots Physical Review B73, 045301 (2006)B)73 2 J. Fernández-Rossier, D. Jacob, C. Untiedt, J. J. Palacios Transport in magnetically ordered Pt nanocontacts Physical Review B72, 227418 (2005) 3 G. Chiappe, J. Fernandez-Rossier, E. Anda, E. Louis Single-photon exchange interaction in a semiconductor microcavity Physical Review B72, 245311 (2005) 4 D. Jacob, J. Fernandez-Rossier, J. J. Palacios Magnetic and Orbital and blocking in Ni nanocontacts Phys. Rev. B71, 220403 (2005) 5 L.Brey, C. Tejedor, J. Fernandez-Rossier Tunnel Magneto-resitance in GaMnAs: going beyond Julliere formula Applied Physics Letters 85, 1996 (2004) 6 Brey, J. Fernandez-Rossier, C. Tejedor Spin depolarization in the transport of holes across GaMnAs/GaAlAs/p-GaAs Phys. Rev. B70, 235334 (2004) 7 J. Fernandez-Rossier, L. Brey Ferromagnetism mediated by few electrons in semimagnetic quantum dots Phys. Rev. Lett. 93, 1172001 (2004) APL

63 LINEAS DE INVESTIGACIÓN Transporte y magnetismo en contactos Atómicos Nanocristales Semimagnéticos Transporte Uniones Túnel de DMS

64 LINEAS DE INVESTIGACIÓN

65 (II,Mn)VI quantum dots Y. Léger et al., PRL (2005) L. Besombes et al. PRL 93, 207403 (04) Erwin et al., NATURE (2005) Dorozhkin et al., PRB 68, 195313 (03) Bacher et al., PRL (02) Maksimov et al., PRB B 62, 7767 (00) II-VI single electron transistor Klein et al, Nature 389, 699 (1997) CdSe nanocrystal (5.5 nm diameter) Motivación Experimental

66 (II,Mn)VI quantum dots Y. Léger et al., PRL (2005) L. Besombes et al. PRL 93, 207403 (04) II-VI single electron transistor Klein et al, Nature 389, 699 (1997) CdSe nanocrystal (5.5 nm diameter) Motivación Experimental S=5/2 2S+1=6 PL Intensity

67 Electrically Tunable Nanomagnets Diluted Magnetic Semiconductor Quantum dot Gate Insulator Gate Insulator +1 electron

68 Results: Swichting magnetism on and off with 1 electron (Cd 0.99 Mn 0.01 )Te,Quantum dot, 5x6x7 nm Average over configurations Sample to sample dispersion 25 Mn spins 5000 atoms From S=0 to S=50

69 LINEAS DE INVESTIGACIÓN

70 Single Mn-doped QD CdTe nanocrystal +1Mn S=5/2 2S+1=6 PL Intensity L. Besombes et al., PRL 93, 207403, (2004) Y. Léger et al. PRL. 95, 047403 (2005)

71 EXPERIMENTO: Y. Léger et al. PRL. 95, 047403 (2005)

72 Nanocristales Semimagnéticos: IMPACTO 1 PRL, 2 PRB 1 PRB en solitario Colaboración con Grupo experimental Grenoble 3 Seminarios invitados (Kavli Institute of Technology Delft, Lorenz Institue Leiden, CEA Grenoble) 2 Charlas Invitadas (GEFES 2004, 4th International Conference of QD, Chamonix 2006)

73 Transporte en semiconductores magnéticos L. Brey, C. Tejedor, J. Fernandez-Rossier Tunnel Magneto-resitance in GaMnAs: going beyond Julliere formula Applied Physics Letters 85, 1996 (2004) L. Brey, J. Fernandez-Rossier, C. Tejedor Spin depolarization in the transport of holes across GaMnAs/GaAlAs/p-GaAs Phys. Rev. B70, 235334 (2004) J. Fernandez-Rossier, R. Aguado Single spin detection in transport (in preparation) APL

74 L. Brey, C. Tejedor, J. Fernandez-Rossier Tunnel Magneto-resitance in GaMnAs: going beyond Julliere formula Applied Physics Letters 85, 1996 (2004) Magneto resistencia túnel Anisotrópica (Tunnel anisotropic magnetoresistance) APL

75

76 Estructura Electrónica y Transporte en contactos atómicos D. Jacob, J. Fernandez-Rossier, J. J. Palacios Magnetic and Orbital and blocking in Ni nanocontacts Phys. Rev. B (2005) (RAPID) J. Fernandez-Rossier, D. Jacob, C. Untiedt, J. J. Palacios Transport in spin polarized Pt nanocontacts Phys. Rev. B72, 224418 (2005)

77 MOTIVACIÓN EXPERIMENTAL ¿Puede un dominio magnético variar mucho la conductancia en un contacto atómico de Níquel?

78 cond-mat/0510083 cond-mat/0510410 cond-mat/0510073 cond-mat/0509253 cond-mat/0503445 cond-mat/0510696 cond-mat/0510153 cond-mat/0505565 IMPACTO

79 DOCENCIA en la UA

80 Contrato Ramón y Cajal en la UA: Máximo 6 créditos de docencia por año Fundamentos Físicos de la Ingeniería I Cursos 2003-2004, 2004-05, 2005-2006 (3 cursos) 45 horas 1 curso de Ingeniería Química TRONCAL Electricidad, Magnetismo, Óptica Profesor Responsable: JFR, FÍSICA APLICADA Curso Pre-inicio Curso 2004-2005, 2005-2006 (2 cursos) 20 horas 1 curso de Química, Ingeniería Química, Ingeniería Geológica Cinemática, Dinámica Profesor Responsable: JFR, FÍSICA APLICADA

81 Trabajo y Energía Campo Eléctrico Potencial Eléctrico Teorema de Gauss Campo eléctrico en medios materiales Corriente eléctrica Magneto-estática Inducción Magnética Ecuaciones de Maxwell y óptica electromagnética Opica Fundamentos Físicos de la Ingeniería I 4. 5 créditos Teoría Preparar e impartir clases Elaborar material: Apuntes Presentaciones ppt Lista de Problemas Examenes Tutorías Exámenes Firmar actas Mis tareas

82 Cinemática. Derivadas. Dinámica. Integrales. Cursos Pre-inicio 2 créditos Teoría Alumnos recién matriculados de primer curso en la Facultad de Ciencias Objetivo: paliar déficit en formación en Física, Química y Matemáticas. El Pais, 27 septiembre 2004

83 A. Méritos Relevantes en la comunidad científica

84 A.1 Publicaciones (por revistas) ARTICULOS REGULARES (20) 4 Physical Review Letters 12 Physical Review B, (2 en Rapid communications) 6 de primer autor 1 Applied Physics Letters,2 Solid State Communications, 1 Semiconductor Science and Technology ARTICULOS CONFERENCIA (6) Jour. of Mag. and Mag. Mat. (2004),Physica (2002) Journal of Physics: Condensed Matter, (1999) Physica B, (1998),Physica Status Solidi (1997) Solid State Electronics (1996) 13 Primer autor 5 Segundo Autor 1 Autor único 3.1 autores promedio 4 Primer autor 20+6+3+3=32

85 A.1 Publicaciones Indice de Impacto ARTICULOS REGULARES (20) 4 Physical Review Letters 12 Physical Review B, (2 en Rapid communications) 6 de primer autor 1 Applied Physics Letters,2 Solid State Communications, 1 Semiconductor Science and Technology 13 Primer autor 5 Segundo Autor 1 Autor único 3.1 autores promedio Revista# Índice Impacto PRL47.329.2 APL14.2 PRB123.3339.4 SSC21.63.2 SST11.2 TOTAL20 Promedio 3.86 77.2

86 A.2. LIBROS CAPITULOS DE LIBRO (3) 1) D. Porras, J. Fernandez-Rossier, C. Tejedor Exciton and Polariton Condensation Lect. Notes Phys. 689, 153-189 (2006) (SPRINGER) 2) J. Fernandez-Rossier, D. Porras, C. Tejedor and R. Merlin, Coherent Response to Optical Pulses in Quantum Wells. Optical Properties of Semiconductor Nanostructures, p143 Ed. By M. L. Sadowsky, et al. (KLUWER ACADEMIC PUBLISHER, 2001). 3) J. Fernandez-Rossier and C. Tejedor Spin effects in exciton condensation in quantum wells, "Physics of Semiconductors, p. 121-128. Ed by Heiblum (WORLD SCIENTIFIC 1999),

87 SEMINARIOS y CHARLAS 1.20 SEMINARIOS (10 por invitación) 2.22 CHARLAS en conferencias (7 por invitación) 3.APS March Meeting, ICM, MMM, ICPS, 2DEPS, OECS9 4.Seminarios y Charlas en España, USA ( Michigan, UCSD, UCSB, UT ), Suiza ( EPFL ), Holanda ( Delft, Lorenz Institue ), Francia ( Cecam, CEA ), Italia, Canadá, Reino Unido ( Cavendish ) 5.Trabajos (poster) presentados en: Alemania, Japón, Israel, España, Italia, USA A.3. Conferencias Invitadas

88 ConferenciaAÑOLugarCaracter 2 nd Int. Workshop on Nanophysics and Electronics 1998Lecce, Italia Internacional Imagine Workshop2003 BarcelonaInternacional CECAM2003 Lyon, FranciaInternacional GEFES 20042004 San SebastianNacional OECS92005 SouthamptonInternacional Jornadas IUMA2006AlicanteLocal International Conference of Quantum Dots 2006Chamonix,FRInternacional ECMI2006MadridInternacional A.3. Conferencias Invitadas

89 A.4. Actas de congresos nacionales e internacionales Proceedings (3) 1.Technical Digest of QUELS' 99, p106 2.Proceedings of the ICPS24 (1998), Jerusalem 3.Proceedings. of the 23 ICPS, vol. 3, p 2463, (1996) Bulletin of the American Physical Society March Meeting (15*) APS 1999 Atlanta (2) APS 2001 Seattle (1) APS 2002 Indianapolis (3) APS 2003 Austin (2) APS 2004 Montreal (2) APS 2005 Los Angeles (2) APS 2006 Baltimore (3) 20+6+3+3=32

90 Revisor de revistas ISI 1.Physical Review Letters 2.Physical Review B 3.Solid State Communications 4.Physics Letters A 5.Journal Of Magnetism and Magnetic Materials A.5. Pertenencia a comités y editoriales

91 2005-2006 5 en preparación A.6 OTROS MÉRITOS: PRODUCTIVIDAD Citas Totales: 209 (Web of Science) 4 PRB publicados 5 en preparación por BIENIO Sep 94-Feb 96, 26 pub ISI T=5.2 meses 20 publicaciones regulares, 7 meses

92 4 Physical Review Letters PRIMER AUTOR 2 en el 2004 UAM, UCSD, UT, UA A.6 OTROS MÉRITOS: PRODUCTIVIDAD

93 B. Historial Académico relevante en la comunidad científica

94 B.1 Premios y Becas BecaInstituciónDuraciónAño FPIMEC2 años99 Contrato Ramón y CajalMEC5 años2003 Beca postdoctoral GVGeneralitat Valenciana 1 mes2005

95 B.2 Puestos Académicos CentroDuraciónAñoPuesto UAM4 años94-98 Becario Investigación UAM18 meses99 Profesor Ayudante UCSD24 meses99-01Becario FPI UCSD24 meses01-03Contratado IPAPS UT18 meses2005Contratado postdoctoral UA35 meses2005Contratado Ramón y Cajal

96 B.3-B.4 Titulaciones Adicionales, Cursos de formación CursoDuraciónAñoLugar European School on correlated electrons 1 semana1996 Evora, Portugal Summer School on strogngly correlated electrons 2 semanas1997 Vilanova de Cerveira, Portugal Métodos ab initio para Sistemas Periódicos Aplicaciones del CRYSTAL03 1 semana2004 Barcelona

97 C. Historial Docente relevante en la comunidad científica

98 CentroAsignaturaHorasAño Titulación UAMTéc. Exp. II601998 Física UAMTéc. Exp. III6099 Física UAFud. Fís. Ing I4503-04Ing. Quí. UAFud. Fís. Ing I4504-05Ing. Quí. UAFud. Fís. Ing I4505-06Ing. Quí. UACurso Preinicio202004Ciencias UACurso Preinicio202005Ciencias C.1 Experiencia Docente en titulaciones oficiales

99 C.3 Actividades y proyectos relacionados con la docencia 1.Diseño del Master de Física Computacional de la Universidad de Alicante Elaboración de contenidos y programa Solicitud título própio UA Solicitud Master Oficial a Generalitat Valenciana 2.Participación en red docente del primer curso de Ingenería Química de la UA

100 C.4 Publicación y material docente original 1.Página web de docencia e investigación www.ua.es/personal/jfrossier/ www.ua.es/personal/jfrossier/ 2.Material docente de la asignatura FFI: Apuntes de la asignatura Lista de Problemas

101 D. Historial Investigador relevante en la comunidad científica

102 CentroDuraciónAñoAnfitrión Echole Politechnique Federale de Lausane 1 semana1998 B. Deveaud University of Michigan1 semana1999 R. Merlin University of California San Diego 24 meses99-01 L. J. Sham University of Texas Austin18 meses01-03 A. Macdonald Delft University of Technology1 semana2005 G. Bauer University of California San Diego 1 mes2005 L. J. Sham TOTAL43 meses +3 semanas D1. Estancias en centros de Investigación Internacionales

103 D.2 Becas contratos y Premios BecaInstituciónDuraciónAño FPIMEC2 años99 Contrato Ramón y CajalMEC5 años2003 Beca postdoctoral GVGeneralitat Valenciana 1 mes2005

104 D.3 Participación en proyectos de Investigación En colaboración con otros contratados RC de la UA Total Proyectos UA: 8 TipoInstituClaveAño# RC (IP) MEC 3282/0203-081165k Emergente UA GRE0315 2004318k CICYTMEC MAT2003-08109- C02-01 2004323k CICYTMEC FIS2004-02356 05-084120k + FPI Emergente (IP) CAV GV05-15205-06 325k A destacar:

105 1.Diego Porras (99-01) Estudiante de doctorado de la UAM 2 PRB publicados Actualmente postdoc con I. Cirac 2.Matthias Braun (2001-02) Proyecto Final de carrera UT 1 PRB publicado Actualmente con Jurgen Konig (Bochum) 3. Alvaro Núñez (2001-) Estudiante de Doctorado de AHM, UT 1 PRB y 1 JMMM publicados Actualmente con AHM 4.David Jacob (2003-) Estudiante de doctorado de la UA 2 PRB D.4 Formación de Personal Investigador

106 D.6 Otros méritos: Organización Congresos En colaboración con : J. J. Palacios, C. Untiedt, E. Louis Alicante, 1-3 Febrero 2006 180 participantes

107 D.6 Otros méritos: Colaboraciones activas 1.Ramón Aguado (ICMM, CSIC) 2. Francisco Rivadulla (USC) José Rivas (USC), Mar Hernández (ICMM), J. Goodenough (UT) 3.C. Piermarocchi (Michigan) 4. H. Mariette, L. Besombes (CEA, Grenoble)

108 Acreditado por la A.N.E.C.A. para ser Profesor Contratado Doctor E. Acreditación de los méritos e historial académico

109 RESUMEN 1.Investigación 26 publicaciones ISI, (17 primer autor) Publicación en revistas de prestigio en todas las etapas >200 citas Independencia Productividad ascendente 2.Experiencia docente Física Aplicada 2 Universidades Teoría y Laboratorio

110 Proyecto Docente Fundamentos Físicos en Ingeniería Quimica

111 1.Consideraciones Generales 2.Contexto 3.Objetivos 4.Metodología 5.La asignatura 6.Bigliografía ESQUEMA

112 Consideraciones Generales Motivación Docencia e Investigación: El servicio público de la educación superior corresponde a la Universidad que lo realiza mediante la docencia, el estudio y la investigación. (LOU, LRU)

113 Consideraciones Generales Importancia de las nuevas tecnologías en la sociedad

114 1.Situación Legal 2.Espacio Europeo de Educación Superior 3.Estudios de Ingeniería Química 4.Nivel de preparación de los alumnos CONTEXTO

115 1.Situación Legal Ley Orgánica de Universidades 2.Espacio Europeo de Educación Superior (Sorbona 98, Bolonia 99, Praga 2001 ) Objetivos: Potenciar Europa del conocimiento Sistema de titulaciones compatible Competitividad internacional de los estudios Movilidad Herramientas: Grado y Postgrado Sistema de créditos europeo (ECTS) Suplemento europeo al título ( Sistemas de garantía de calidad CONTEXTO

116 3. Estudios de Ingeniería Química Licenciatura de 5 años FF = Asignatura Troncal, 9 créditos teoría Primero de carrera CONTEXTO Objetivo: la formación de ingenieros especialistas en los métodos, técnicas y actividades que se desarrollan en la industria química y afines. Se pretende que las enseñanzas recibidas permitan al Ingeniero Químico la concepción, el desarrollo, el diseño, la mejora y la aplicación de procesos químicos y sus productos.

117 3. Estudios de Ingeniería Química CONTEXTO Fundamentos Físicos I Fundamentos Físicos II Fundamentos Matemáticos I Introducción a la experimentación en física Estructura y propiedades de la materia Química Física Fenómenos de Transporte Técnicas Instrumentales Físicas Ampliación de Matemáticas Mecánica de Fluidos Fundamentos de elasticidad y resistencia de materiales

118 4. Nivel de preparación de los alumnos CONTEXTO 23/40 (57. 5%) 29/55 (52%) 2/40 (5%) 7 /55 (12.7%) 9/40 (22.5%) 7 /55 (12.7%) 6/40 (15%) 12 /55 (21.8%) Conocimientos Previos: Derivadas: Interpretación geométrica Regla de la cadena Integrales: Interpretación geométrica Cambios de variable Teorema fundamental del cálculo Geometría: Productor escalar Vectores Otros: Serie de Taylor Derivadas Parciales Gradiente, divergencia y rotacional Integrales de Línea, de superfície y de volumen Solución de ecuaciones diferenciales sencillas

119 1.Objetivos genéricos Aprender a aprender El método científico Hábitos de Trabajo Inglés e Informática 2.Objetivos específicos Física clásica= partículas + campos+ leyes de conservación Campos eléctricos y magnéticos: causas y consecuencias Luz como onda electromagnética y como partícula Sistema de muchas partículas: sólidos rígidos, deformables, líquidos estáticos y dinámicos Comprender implicaciones tecnológicas OBJETIVOS

120 METODOLOGÍA 1.Las clases de teoría 2.Clases de problemas Exposición versus discusión 3.Matemáticas 4.Nuevas tecnologías Transparencias vs pizarra Gráficos y animaciones Clickers 5.La evaluación de los alumnos Tradicional vs continua

121 Clases de Teoría y Problemas Idealmente Tutorías Clase de teoría Clase de problemas 50% Trabajo personal Proyecto Docente: Metodología

122 En realidad Clase de teoría 1 2 3 45 50% Clase de problemas: -Realización -Discusión Clases de Teoría y Problemas Proyecto Docente: Metodología

123 En realidad Clase de teoría 80% 20% Clase de problemas: -Discusión Clases de Teoría y Problemas Proyecto Docente: Metodología

124 Herramientas Herramienta Central Proyecto Docente: Metodología

125 Retroalimentación Proyecto Docente: Metodología

126 Retroalimentación Proyecto Docente: Metodología

127 Se proyecta una pregunta conceptual Los estudiantes responden con Clickers Se proyectan histogramas con respuestas Los estudiantes responden de nuevo El profesor sintetiza 1 2 3 4 5 6 Debate entre estudiantes CLICKERS a) b) c) d) a) b) c) d) Proyecto Docente: Metodología

128 EVALUACIÓN 1.Evaluación Continua vs tradicional Alumnos: planificación de esfuerzos a medio plazo Profesor: TIEMPO 2.Examen: teoría frente problemas 3.Examen: con o sin libros Proyecto Docente: Metodología

129 La asignatura Fundamentos Físicos de la Ingeniería 1.¿Especialización? 2.Las matemáticas 3.Física clásica vs moderna 4.Aplicaciones tecnológicas Proyecto Docente: La asignatura

130 La asignatura Fundamentos Físicos de la Ingeniería 1.¿Especialización? 2.Las matemáticas 3.Física clásica vs moderna 4.Aplicaciones tecnológicas Proyecto Docente: La asignatura NO

131 La asignatura Fundamentos Físicos de la Ingeniería 1.¿Especialización? 2.Las matemáticas 3.Física clásica vs moderna 4.Aplicaciones tecnológicas Proyecto Docente: La asignatura Nada Al principio Poco a poco

132 La asignatura Fundamentos Físicos de la Ingeniería 1.¿Especialización? 2.Las matemáticas 3.Física clásica vs moderna 4.Aplicaciones tecnológicas Proyecto Docente: La asignatura

133 PROGRAMA de la ASIGNATURA Mecánica de una partícula 1. Cinemática, 2. Dinámica, 3. Fuerzas Centrales, 4. Energía y Trabajo Electricidad 5. Campo Eléctrico, 6. Potencial Eléctrico, 7. Teorema de Gauss, 8. Conductores y Aislantes, 9. Corriente Eléctrica Mecánica Electricidad Electromagnetismo Dinámica de fluidos Óptica Electromagnetismo 10. Magnetostática, 11. Inducción Magnética 12. Ondas Electromagnéticas Optica 13. Óptica electromagnética, 14. Optica Geométrica Proyecto Docente: La asignatura

134 PROGRAMA de la ASIGNATURA Mecánica de una partícula ElectricidadMecánica Electricidad Electromagnetismo Dinámica de fluidos Óptica Electromagnetismo Mecánica de un sistema de partículas 15. Cinemática y dinámica del Sólido Rígido, 17. Rotación del sólido rígido 16. Estática del Sólido Rígido, 18 Mecánica del Sólido Deformable Óptica Dinámica de Fluidos 19. Estática de Fluidos, 20. Dinámica de Fluidos Proyecto Docente: La asignatura

135 PROGRAMA de la ASIGNATURA Mecánica de un sistema de partículas 15. Cinemática y dinámica del Sólido Rígido, 17. Rotación del sólido rígido 16. Estática del Sólido Rígido, 18 Mecánica del Sólido Deformable Dinámica de Fluidos 19. Estática de Fluidos, 20. Dinámica de Fluidos Proyecto Docente: La asignatura Mecánica de una partícula 1. Cinemática, 2. Dinámica, 3. Fuerzas Centrales, 4. Energía y Trabajo Electricidad 5. Campo Eléctrico, 6. Potencial Eléctrico, 7. Teorema de Gauss, 8. Conductores y Aislantes, 9. Corriente Eléctrica Electromagnetismo 10. Magnetostática, 11. Inducción Magnética 12. Ondas Electromagnéticas Optica 13. Óptica electromagnética, 14. Optica Geométrica 75 horas teoría 15 horas de problemas

136 BIBLIOGRAFÍA Tipler, Mosca Completo Moderno Nivel adecuado Actualizado Voluminoso Feynman Original Estimulante Nivel alto matemáticas Sin problemas Obsoleto Enciclopedia Británica

137 Proyecto Investigador Control eléctrico y óptico de nanobits magnéticos

138 1.Resumen 2.Contexto 3.Objetivos 4.Metodología 5.Recursos ESQUEMA ¿Duración? ¿Lugar de realización?

139 Control eléctrico y óptico de nanobits magnéticos Resumen

140 Control eléctrico y óptico de nanobits magnéticos Resumen

141 Contexto

142 Semiconductors Source Gate Drain Semiconductor Semiconductors: Low carrier density (p, n) Heterostructures Electrical Control of p,n Volatile information Dimensional Reduction, L < Mesoscopic Behavior, L<l s New exciting physics: Quantum Hall Effects, Conductance Quantization Single electron transistor Size reduction Contexto

143 Metallic Ferromagnets Ferromagnetic metals: Collective Coordinate Permanent information High carrier density Heterostructures Magnetic Control of current Single atom magnet New Physics GMR L<l sr Size reduction Superparamagnetism Contexto

144 Válvula de spin= SENSOR de campo magnético Contexto

145 VALVULA DE SPIN >1000 nm <10 nm Resistencia BAJA Contexto

146 VALVULA DE SPIN >1000 nm <10 nm Resistencia ALTA Contexto

147 Resistencia Alta VALVULA DE SPINMagnetoresistencia gigante (GMR) Resistencia Baja Contexto

148 Transporte Balístico R R R Número de canales= =número de átomos*valencia Transmisión= estructura electrónica Contexto

149 N. García, M. Muñoz, and Y.-W. Zhao, Phys. Rev. Lett. 82, 2923 (1999). Nanocontactos Níquel

150 Válvula de spin =bit Contexto

151 M-RAM VALVULA DE SPIN=bit Líneas de Corriente LECTURA ELECTRICA (NECESARIO MR) !! ESCRITURA MAGNETICA Contexto

152 (II,Mn)VI quantum dots Y. Léger et al., PRL (2005) L. Besombes et al. PRL 93, 207403 (04) Erwin et al., NATURE (2005) Dorozhkin et al., PRB 68, 195313 (03) Bacher et al., PRL (02) Maksimov et al., PRB B 62, 7767 (00) II-VI single electron transistor Klein et al, Nature 389, 699 (1997) CdSe nanocrystal (5.5 nm diameter) 1 Mn en un nanocristal

153 (II,Mn)VI quantum dots Y. Léger et al., PRL (2005) L. Besombes et al. PRL 93, 207403 (04) Erwin et al., NATURE (2005) Dorozhkin et al., PRB 68, 195313 (03) Bacher et al., PRL (02) Maksimov et al., PRB B 62, 7767 (00) 1 Mn en un nanocristal

154 1.Nanocontacto ferromagnético Idenficar materiales con alta BMR BIT Estudiar la dinámica de dominios en nanocontactos con voltaje aplicado OBJETIVOS I Objetivos

155 1.Nanocontacto ferromagnético Idenficar materiales con alta BMR BIT Estudiar la dinámica de dominios en nanocontactos con voltaje aplicado OBJETIVOS I Objetivos

156 1.Nanocontacto ferromagnético Idenficar materiales con alta BMR BIT Estudiar la dinámica de dominios en nanocontactos con voltaje aplicado OBJETIVOS I Objetivos

157 1.Nanocontacto ferromagnético Idenficar materiales con alta BMR BIT Estudiar la dinámica de dominios en nanocontactos con voltaje aplicado OBJETIVOS I Objetivos

158 OBJETIVOS 2. Nanocristal de CdTe + 1 Mn en un SET Estructura electrónica Anisotropía magnética en función del gate

159 OBJETIVOS 2. Nanocristal de CdTe + 1 Mn en un SET Estructura electrónica Anisotropía magnética en función del gate

160 OBJETIVOS 2. Nanocristal de CdTe + 1 Mn en un SET Estructura electrónica Anisotropía magnética en función del gate

161 OBJETIVOS 3. Transporte en Nanocristal de CdTe + 1 Mn en un SET

162 OBJETIVOS 3. Transporte en Nanocristal de CdTe + 1 Mn en un SET

163 OBJETIVOS 2. Transporte en Nanocristal de CdTe + 1 Mn en un SET

164 OBJETIVOS 2. Transporte en Nanocristal de CdTe + 1 Mn en un SET

165 OBJETIVOS 3. Control óptico en Nanocristal de CdTe + 1 Mn en un SET

166 OBJETIVOS 3. Control óptico en Nanocristal de CdTe + 1 Mn en un SET

167 OBJETIVOS 3. Control óptico en Nanocristal de CdTe + 1 Mn en un SET

168 OBJETIVOS 3. Control óptico en Nanocristal de CdTe + 1 Mn en un SET

169 OBJETIVOS 3. Control óptico en Nanocristal de CdTe + 1 Mn en un SET

170 OBJETIVOS 3. Control óptico en Nanocristal de CdTe + 1 Mn en un SET

171 METODOLOGÍA 1.Cálculo ab-inito de estructura electrónica CRYSTAL03, VASP (VOLUMEN) GAUSSIAN, ALACANT (nanocontactos) 2.Simulaciones de micro-magnetismo + transporte en nanocontactos 3.Diagonalización exacta del Hamiltoniano Mn + excitón+campo laser 4.Transporte en el régimen de single electron: ecuación maestra para matriz densidad

172 Interés Científico-técnico y viablilidad 1.Interés: Motorola, IBM, Seagate, Honeywell D. Ralph (Cornell), A. Fert (Paris) CEA 2.Viabilidad: Experimentos de nano-contactos Experimentos SET CdSe Experimentos de CdTe+ 1Mn Teoría nanocontactos: ab-initio (JFR) Teoría SET CdTe+ N Mn (JFR) Teoría Optica CdTe + 1 Mn (JFR)

173 RECURSOS 1.Recursos humanos: JFR 1 estudiante de doctorado Colaboraciones 2.Recursos computacionales: Red de ordenadores del departamento de física Aplicada de la UA. 3.Recursos económicos: proyectos

174 GRACIAS POR SU ATENCIÓN

175 VINCULACIÓN CON FÍSICA APLICADA 1.Tres años en el departamento de Física Aplicada 2.Contratado RC por Física de Materiales 3.Dos años en el IPAPS de San Diego (Institute of Pure and Applied Physics) 4.Docencia en el Dpto de Física Aplicada de la UAM 5.Artículos en Applied Physics Letters, JMMM, Semiconductor Science and Technology, Solid State Electronics

176 Definición de Física Aplicada de la Universidad de Stanford: Applied Physics is rooted in the fundamental truths and basic concepts of the physical sciences but is concerned with the utilization of scientific principles in practical devices and systems, and in the application of physics in other areas of science. "Applied" is distinguished from "pure" by a subtle combination of factors such as the motivation and attitude of researchers and the nature of the relationship to the technology or science that may be affected by the work. Felix Bloch Teoría de bandas NMR Spin, núcleo Ecuación de Schrodinger

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