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Type: Dissertação
Title: Efeito zitterbewegung na bicamada de grafeno com trigonal warping
Authors: Santos, Sergio Levy Nobre dos
Advisor: Costa, Diego Rabelo da
Keywords in Brazilian Portuguese : Zitterbewegung;Bicamada de grafeno;Trigonal warping;Técnica split-operator
Keywords in English : Zitterbewegung;Bilayer graphene;Trigonal warping;Split-operator technique
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA
Issue Date: 2023
Citation: SANTOS, Sergio Levy Nobre dos. Efeito zitterbewegung na bicamada de grafeno com trigonal warping. 2024. 152 f. Dissertação (Mestrado em Física) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024.
Abstract in Brazilian Portuguese: Analisando a estrutura de bandas para baixas energias na bicamada de grafeno com empilhamento do tipo Bernal (AB), nota-se a presença de três mini-cones de Dirac ao redor dos vales K e K′, cuja razão física está associada ao conhecido efeito trigonal warping. Este efeito é responsável pela assimetria da estrutura de bandas. Neste contexto, investigamos teoricamente a evolução temporal de um pacote de ondas gaussiano propagando-se em uma amostra de bicamada de grafeno a fim de verificar o papel do trigonal warping na dinâmica. Para calcular os valores esperados da posição (x, y) do centro de massa e as densidades de probabilidade totais do pacote de ondas, é necessário resolver numericamente a equação de Schrödinger dependente do tempo. Esse cálculo é realizado por meio de um formalismo numérico baseado na técnica split-operator. Esse método é usado dentro da abordagem para Hamiltonianos contínuos de Dirac, tando para o modelo 2 bandas quanto para o de 4 bandas, considerando os efeitos mencionados acima devido aos hoppings intercamadas não-perpendiculares, no caso da bicamada de grafeno. Além de uma abordagem numérica, é feita uma abordagem analítica do ponto de vista do propagadores da mecânica quântica com o uso das funções de Green G(r, r′, t). As oscilações espaciais transientes devidas ao efeito conhecido como zitterbewegung são discutidas para diferentes polarizações iniciais de pseudospin, larguras, energias e momentos dos pacotes de onda iniciais.
Abstract: Analyzing the low-energy band structure in Bernal-stacked graphene bilayers (AB), three Dirac mini-cones are observed around the K and K′ valleys, whose physical rationale is associated with the well-known trigonal warping effect. This effect induces the asymmetry in the band structure. In this context, we theoretically investigate the time evolution of a Gaussian wave packet propagating through a graphene bilayer sample to examine the role of trigonal warping in the dynamics. Numerically solving the time-dependent Schrödinger equation is necessary to calculate the expected values of the position (x, y) of the center of mass and the total probability densities of the wave packet. This calculation is performed using a numerical formalism based on the split-operator technique. The method is applied within the framework of continuous Dirac Hamiltonians, both for the 2-band and 2-band models, taking into account the aforementioned effects arising from non-perpendicular interlayer hoppings in the case of graphene bilayers. In addition to a numerical approach, an analytical approach is pursued from the standpoint of quantum mechanics propagators using Green’s functions G(r, r′, t). Transient spatial oscillations due to the effect known as zitterbewegung are discussed for different initial pseudospin polarizations, widths, energies, and momenta of the initial wave packets.
Description in Brazilian Portuguese: SANTOS, S. L. N. Efeito zitterbewegung na bicamada de grafeno com trigonal warping. 2024. 152 f. Dissertação (Mestrado em Física) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/78061
Access Rights: Acesso Aberto
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