Ontwerp van vlakke energiebanden door bilaag grafeen met periodische velden

Recente experimentele en theoretische pogingen om de elektrongolffunctie te bepalen laten zich inspireren door de natuur. Ze gebruiken immers de fysica achter de periodische ordening van atomen in een kristal. Bijvoorbeeld, zoals waargenomen in halfgeleiders, krijgen elektronen nieuwe eigenschappen afhankelijk van de soorten atomen en hun rangschikking in een rooster. Zo ontstaat er bijvoorbeeld een spectrale kloof en krijgen elektronen en gaten een effectieve massa. In pogingen om dit gedrag na te bootsen en te manipuleren, hebben onderzoekers verschillende periodische potentialen gecreëerd voor tweedimensionale elektrongassystemen. Deze kunnen zowel de toestanden zijn die worden gevormd op het grensvlak van twee halfgeleiders, de oppervlaktetoestand in metalen, of de van nature opgesloten elektronen in tweedimensionale materialen zoals grafeen. Recente experimentele opstellingen inspireerden ons om om een sandwich-achtige configuratie theoretisch te bestuderen die bilaag grafeen bevat dat onderhevig is aan een periodische elektrostatische potentiaal. Het hoofddoel is het kunstmatig creëren en afstemmen van roosters met bijzondere eigenschappen, die anders niet in de natuur te vinden zijn. Zo bevorderen Lieb-, kagome- of dobbelsteenroosters vlakke elektronische banden met topologische eigenschappen. Deze hebbenop hun beurt een bewezen potentieel hebben voor nieuwe opkomende fenomenen. De geplande nauwe samenwerking met de experimentele groep die dergelijke apparaten bouwt, zal het ontwerp van realistische gateconfiguraties opleveren, en validatie geven aan onze state-of-the-art instrumenten om elektrische transportmetingen in de aanwezigheid van magnetische velden te modelleren en om gating strategieën te voorspellen die topologisch vlakke banden mogelijk maken.

Trefwoorden:GATING, GRAFEENGEBASEERDDE LAGEN, GRAFEEN, ELECTRONIC TRANSPORT

Disciplines:Nanofysica en nanosystemen, Oppervlakten, interfaces, 2D-materialen