Characterization of scanning gate technique and transport in nanostructured graphene

Datum: 13 juni 2017

Locatie: Campus Groenenborger, U0.24 - Groenenborgerlaan 171 - 2020 Antwerpen (route: UAntwerpen, Campus Groenenborger)

Tijdstip: 16 uur

Organisatie / co-organisatie: Departement Fysica

Promovendus: Marko Petrovic

Promotor: Fran├žois Peeters

Korte beschrijving: Doctoraatsverdediging Marko Petrovic - Faculteit Wetenschappen, Departement Fysica



Abstract

In deze thesis wordt elektronentransport in het tweedimensionaal elektronengas in halfgeleider-heterostructuren en in grafeen bestudeerd. Eén van de belangrijkste doelstellingen van dit werk is het simuleren en begrijpen van scanning gate-microscopie (SGM) experimenten. Deze experimenten

bieden een nieuwe manier om elektronentransport te meten op nanoschaal. In een typisch SGM experiment wordt met een geladen tip van een atoomkrachtmicroscoop (AFM) de beweging van de elektronen beïnvloed. De gemeten tip-afhankelijke conductantie karakteriseert dan het elektronentransport.

Wij onderzoeken hier zulke experimenten vanuit theoretisch standpunt, op basis van het Landauer-Büttiker-formalisme, waarmee we de conductantie kunnen berekenen. We kunnen de elektronische transmissies berekenen volgens twee verschillende numerieke methoden: de methode van propagatie van golfpaketten en de golffunctiemethode (geïmplementeerd in de KWANT software pakket).

We bestuderen, met behulp van de hierboven vernoemde methodes, de transporteigenschappen van verscheidene devices met nanoafmetingen en met uiteenlopende geometrieën. Voor het klassieke 2D elektronengas focussen we op SGM van kleine Aharonov-Bohm-ringen. De SGM van devices met grafeen is bedoeld om elektronen te focusseren. Naast SGM behandelen we ook algemene transporteigenschappen van grafeen, met bijzondere interesse voor het effect van wanorde van atomaire vacatures en van randpotentialen.

We tonen aan dat in kwantumringen de SGM-tip induceert interferenties ten gevolge van elektronische terugverstrooiing, maar dat in grafeen (in voldoende grote stalen) de tip de stroom blokkeert en daardoor enkel klassieke elektronenbanen gemeten worden. Wat het effect van de randpotentialen en van wanorde van vacatures betreft, leiden de randpotentialen in grafeen tot sturing van de elektronen en veroorzaakt de wanorde van de vacatures nieuwe toestanden in het relativistische Landau spectrum.



Url: http://www.uantwerpen.be/wetenschappen