MARC

 008260126s2025        us                              c    eng  d
■001000017357400
■00520260202103506
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798280746985
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI32002744
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a530
■1001  ▼aScheer,  Michael  G.▼0(orcid)0000-0003-0798-6135
■24510▼aSearching  for  Flat  Bands  in  Moire  Graphene
■260    ▼a[Sl]▼bPrinceton  University▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a200  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  86-12,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Lian,  Biao.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Princeton  University,  2025.
■520    ▼aNon-trivial  flat  bands  often  give  rise  to  strongly  interacting  physics  in  solid  state  systems.  In  recent  years,  the  flat  bands  in  twisted  bilayer  graphene  (TBG)  near  the  magic  angle  have  attracted  great  attention  both  theoretically  and  experimentally  because  of  their  correlated  insulator  and  unconventional  superconducting  states.  In  this  dissertation,  we  describe  novel  moire  graphene  constructions  that  yield  non-trivial  flat  bands  of  a  different  nature  to  those  in  TBG.  In  particular,  we  focus  on  the  flat  bands  arising  in  one-orbital  kagome  and  two-orbital  honeycomb  lattice  tight-binding  models  due  to  wavefunction  interference.After  a  brief  introduction,  we  begin  Ch.  2  by  analyzing  TBG  near  commensuration.  We  show  that  twisting  bilayer  graphene  slightly  away  from  any  commensurate  angle  yields  a  moire  material.  Although  the  magic  angles  in  these  materials  are  likely  too  small  for  experimental  realization,  we  additionally  discover  a  parameter  regime  in  the  abstract  model  yielding  many  kagome  and  honeycomb  lattice  flat  bands  simultaneously. Since  these  results  cannot  be  realized  with  TBG  near  commensuration,  the  focus  of  Ch.  3  is  on  physical  moire  constructions  approximately  realizing  this  parameter  regime.  The  most  experimentally  feasible  construction  in  Ch.  3  consists  of  placing  graphene  on  a  substrate  material  with  a  lattice  constant  chosen  to  couple  the  two  graphene  valleys.  We  show  that  this  model  may  give  rise  to  many  interesting  low  energy  band  structures  including  those  with  kagome  or  honeycomb  lattice  flat  bands.  Additionally,  if  the  substrate  has  spin-orbit  coupling,  the  low  energy  bands  may  have  high  spin  Chern  numbers.Finally,  in  Ch.  4  we  consider  moire  systems  including  graphene  layers  with  extrinsically  induced  Kekule-O  orders.  This  type  of  order  can  be  induced  by  lithium  intercalation  or  deposition,  and  in  a  single  graphene  layer  it  couples  the  valleys  and  opens  a  band  gap.  We  show  that  a  moire  system  consisting  of  a  layer  of  normal  graphene  twisted  relative  to  a  layer  of  Kekule-O  graphene  can  realize  honeycomb  lattice  flat  bands.  Furthermore,  we  show  that  a  moire  system  consisting  of  two  layers  of  Kekule-O  graphene  with  a  relative  twist  can  realize  kagome  lattice  flat  bands. 
■590    ▼aSchool  code:  0181.
■650  4▼aCondensed  matter  physics
■650  4▼aMaterials  science
■650  4▼aElectromagnetics
■650  4▼aQuantum  physics
■653    ▼aFlat  band
■653    ▼aGraphene
■653    ▼aHoneycomb
■653    ▼aKagome
■653    ▼aMoire
■690    ▼a0611
■690    ▼a0794
■690    ▼a0599
■690    ▼a0607
■71020▼aPrinceton  University▼bPhysics.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g86-12B.
■790    ▼a0181
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17357400▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

Preview

Export

ChatGPT Discussion

AI Recommended Related Books