Strong Coulomb Coupling in Graphene : Microscopic theory of a many-body ground state and its excitations
Grönqvist, Johanna (2018-11-16)
Grönqvist, Johanna
Åbo Akademi - Åbo Akademi University
16.11.2018
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-12-3752-2
https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-12-3752-2
Kuvaus
I avhandlingen beskrivs våra studier av elektroner i materialet grafen. Grafen är ett tvådimensionellt material som består av kolatomer. Ett grafenskikt är starkt och flexibelt och har en mycket hög elektrisk ledningsförmåga. Elektronernas beteende bestämmer många av materialets egenskaper, t.ex. den elektriska ledningsförmågan och spektret, dvs. hur materialet reagerar på ljus.
I vanliga fall bestäms elektronernas beteende i ett material av atomerna eller jonerna som utgör materialet. I vissa speciella fall kan dock elektronernas inbördes växelverkan skapa ett exotiskt kollektivt tillstånd som ändrar materialegenskaperna radikalt - det här är den starka Coulomb-kopplingen som avhandlingens titel syftar på.
Vi har utvecklat en metod för att studera elektronernas rörelse i grafen med kvantmekaniska ekvationer. Med hjälp av numeriska datorsimulationer av dessa ekvationer kan vi räkna ut hur elektronerna beter sig och reagerar. Med hjälp av vår metod undersöker vi också under vilka omständigheter elektronerna i grafen kunde vara i det starkt kopplade tillståndet. Denna möjlighet skulle vara avgörande t.ex. för att använda grafen som medium i en transistor.
En stor del av våra undersökningar handlar också om hur dessa beteenden ändrar sig beroende på yttre omständigheter som man kan utsätta grafenskiktet för, t.ex. elektriska fält eller närhet till andra material. Studierna har utförts delvis vid ÅA och delvis vid TU Berlin och Philipps-universitetet i Marburg.
Våra metoder kan också tillämpats på andra liknande tvådimensionella material, t.ex. elektroner i kolnanorör och i tvålagersgrafen som också behandlas i avhandlingen. Också inom det högaktuella området av skräddarsydda tvådimensionella material har våra metoder tillämpats för att hitta elektroniska tillstånd och fenomen.
I vanliga fall bestäms elektronernas beteende i ett material av atomerna eller jonerna som utgör materialet. I vissa speciella fall kan dock elektronernas inbördes växelverkan skapa ett exotiskt kollektivt tillstånd som ändrar materialegenskaperna radikalt - det här är den starka Coulomb-kopplingen som avhandlingens titel syftar på.
Vi har utvecklat en metod för att studera elektronernas rörelse i grafen med kvantmekaniska ekvationer. Med hjälp av numeriska datorsimulationer av dessa ekvationer kan vi räkna ut hur elektronerna beter sig och reagerar. Med hjälp av vår metod undersöker vi också under vilka omständigheter elektronerna i grafen kunde vara i det starkt kopplade tillståndet. Denna möjlighet skulle vara avgörande t.ex. för att använda grafen som medium i en transistor.
En stor del av våra undersökningar handlar också om hur dessa beteenden ändrar sig beroende på yttre omständigheter som man kan utsätta grafenskiktet för, t.ex. elektriska fält eller närhet till andra material. Studierna har utförts delvis vid ÅA och delvis vid TU Berlin och Philipps-universitetet i Marburg.
Våra metoder kan också tillämpats på andra liknande tvådimensionella material, t.ex. elektroner i kolnanorör och i tvålagersgrafen som också behandlas i avhandlingen. Också inom det högaktuella området av skräddarsydda tvådimensionella material har våra metoder tillämpats för att hitta elektroniska tillstånd och fenomen.
Kokoelmat
- 114 Fysiikka [14]