Propiedades de transporte en thue-morse en grafeno

Resumen Los sistemas aperiódicos o cuasiregulares así como el descubrimiento del primer material bidimensional (grafeno) son, por separado, dos temas fundamentales dentro del campo de la Física de la materia condensada. Los dos sistemas presentan propiedades sorprendentes y útiles para el desarrollo tanto tecnológico como científico. En este sentido, la unión de estos dos sistemas busca ampliar los alcances de las mismas. Para el presente trabajo se usó la secuencia aperiodica Thue-Morse, la cual sigue la regla de sustitución; g(A) = AB, g(B) = BA. Donde A y B representan regiones con y sin barrera de potencial respectivamente. Específicamente, se consideran dos sistemas: 1) la barrera de potencial es generada por medio de potencial electrostático aplicado perpendicularmente a la sábana de grafeno, y 2) la barrera de potencial es obtenida a través de sustratos que interaccionan fuertemente, sustratos que rompen la simetría del grafeno, con la monocapa de grafeno. Dentro de las peculiaridades que acarrean los sistemas mencionados se encuentran la no masividad de los electrones de Dirac y la presencia del tunelaje Klein para el primero de ellos (Barreras Electrostáticas), y la apertura de brecha de energía prohibida o gap, la masividad de los electrones de Dirac y la supresión del efecto Klein en el segundo de ellos (Barreras con Sustratos). Se empleó el método de la matriz de transferencia para estudiar teóricamente las propiedades de transmisión, transporte y estructura de bandas de sistemas multicapas cuasirregulares en grafeno basados en la secuencia Thue-Morse. En particular, se analizan las propiedades mencionadas anteriormente al variar el ancho de la región de la barrera (región q), el ángulo de incidencia, la energía de incidencia del electrón y el número de generación de la secuencia Thue-Morse. En este sentido, se busca bajo que condiciones se manifiestan las características típicas de los sistemas cuasirregulares en las propiedades de transmisión y transporte de los electrones de Dirac. Adicionalmente, se efectúa el cálculo de los estados acotados de los electrones de Dirac para así poder analizar el comportamiento oscilatorio de la conductancia. Por último, se estudiará el efecto Klein y su impacto en las propiedades de transporte.

Abstract The aperiodic or cuasiregulars systems as well as the discovery of the first two-dimensional material (graphene) are, separately, 2 fundamental subjects in the field of the physics of the condensed matter. The two systems present surprising and useful properties for both technological and scientific development. In this sense, the union of these two systems seeks to broaden their scope. For this work the aperiodic sequence Thue-Morse was used, which follows the rule of substitution;g(A) = AB, g(B) = BA. where A and B represent regions with and without potential barrier respectively. Specifically, two systems are considered: 1) The potential barrier is generated by means of electrostatic potential applied perpendicularly to the graphene sheet, and 2) the potential barrier is obtained through strongly interacting substrates braking the graphene simetry, in the graphene monolayer. Among the peculiarities that bring the mentioned systems are the non-massiveness of the Dirac electrons and the presence of the Klein tunneling for the first one (Electrostatic Barriers), and the opening of the gap of forbidden energy or gap, the massiveness of the Dirac electrons and the deletion of the Klein effect in the second one (Barriers with Substrates). The transfer matrix method was used to theoretically study the properties of transmission, transport and band structure of quasiregular multilayer systems in graphene based on the Thue-Morse sequence. In particular, the aforementioned properties are analyzed by varying the width of the barrier region (region q), the angle of incidence, the incidence energy of the electron and the generation number of the Thue-Morse sequence. In this sense, it is sought under what conditions the typical characteristics of the quasirregular systems in the properties of transmission and transport of the Dirac electrons are manifested. Additionally, the calculation of the bounded states of the Dirac electrons is carried out in order to analyze the oscillation behavior of the conductance. Finally, the Klein effect and its impact on transport properties will be studied.