Dispersión de floquet de fermiones de dirac sin masa: el caso del grafeno.
En este trabajo se estudian algunos efectos producidos en la interacción de electrones de Dirac sin masa con radiación electromagnética. El ejemplo más conocido para este sistema es el grafeno monocapa en presencia de un haz láser bajo incidencia normal. Esto es interesante porque mientras que el...
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| Autor principal: | |
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| Formato: | Tesis NonPeerReviewed |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2015
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/522/1/1Huaman_Gutierrez.pdf |
| Aporte de: |
| Sumario: | En este trabajo se estudian algunos efectos producidos en la interacción de electrones
de Dirac sin masa con radiación electromagnética. El ejemplo más conocido para este
sistema es el grafeno monocapa en presencia de un haz láser bajo incidencia normal.
Esto es interesante porque mientras que el grafeno no irradiado posee una estructura
de bandas sin brecha de energías, en presencia de luz circularmente polarizada adquiere
una brecha de energías de no equilibrio (una brecha de cuasi-energías para ser
más precisos), con varias consecuencias interesantes. Principalmente se analizan dos
fenómenos: la dispersión inelástica en bordes que separan regiones irradiadas y no
irradiadas en diferentes configuraciones geométricas, así como la formación de estados
quirales (es decir, con una velocidad determinada únicamente por la polarización del
láser) localizados en estos bordes.
En ambos casos, el campo láser genera un potencial dependiente del tiempo que
da lugar a una dispersión inelástica en la que los electrones pueden emitir o absorber
cuantos de luz. Usaremos un haz láser monocromático que genera un potencial
periódico y armónico en el tiempo. Para esto último presentaremos la teoría de Floquet
para resolver la ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo. Este método
transforma el problema en otro independiente del tiempo pero en un espacio extendido.
A su vez nos limitaremos a las excitaciones de baja energía (onda larga) respecto
del nivel de Fermi, donde el hamiltoniano efectivo no irradiado tiene la forma de una
hamiltoniano de Dirac para fermiones sin masa (de ahí el nombre dado en el párrafo
anterior). Este método nos permitirá obtener la brecha de cuasi-energías mencionada.
Para el problema de la dispersión estudiaremos dos tipos de bordes: rectos y circulares,
y veremos algunas modificaciones a la paradoja de Klein (ausencia de dispersión en
dirección opuesta al haz incidente), así como un corrimiento (a lo largo del borde) de
los haces dispersados, un fenómeno conocido como efecto Goos-Hänchen, aunque con
características peculiares. En el problema de los estados localizados entre dos regiones
irradiadas, veremos que éstos sólo existen con cuasi-energías dentro de la brecha
inducidad por la radiación y que hay una quiralidad neta sólo cuando los campos de
radiación en las dos regiones irradiadas tienen helicidades opuestas. Estos estados se
explican en base a las propiedades topológicas del sistema.
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