Superlattice Band Structure Engineering of Graphene

Dokumentenart:	Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation)
Open Access Art:	Primärpublikation
Datum:	2 Juli 2021
Begutachter (Erstgutachter):	PD Dr. Jonathan Eroms
Tag der Prüfung:	8 Juni 2021
Institutionen:	Physik > Institut für Experimentelle und Angewandte Physik > Lehrstuhl Professor Weiss > Arbeitsgruppe Dieter Weiss
Stichwörter / Keywords:	graphene,superlattice,band structure
Dewey-Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Status:	Veröffentlicht
Begutachtet:	Ja, diese Version wurde begutachtet
An der Universität Regensburg entstanden:	Ja
Dokumenten-ID:	46132

Zusammenfassung (Englisch)

In this work, the impact of two-dimensional superlattices on the electronic band structure and electronic properties of graphene was investigated. The fabricated and studied devices included antidot lattices and electrostatically defined superlattices. In electrical transport measurements on antidot graphene devices, signatures of a magnetically tunable band gap were observed. The ...

Zusammenfassung (Englisch)

In this work, the impact of two-dimensional superlattices on the electronic band structure and electronic properties of graphene was investigated. The fabricated and studied devices included antidot lattices and electrostatically defined superlattices. In electrical transport measurements on antidot graphene devices, signatures of a magnetically tunable band gap were observed. The electrostatically defined superlattices, realized by the combination of a uniform back gate and a few-layer graphene patterned bottom gate, provided the possibility to create superlattice devices with arbitrary geometry and highly tunable modulation potential giving rise to well-pronounced band structure modifications. In such a gate-controllable artificial crystal, the emergence of minibands and satellite Dirac points could be observed. Additionally, in combination with a magnetic field, signatures of the Hofstadter butterfly, a fractal energy spectrum, emerged in magnetotransport measurements. Furthermore, band conductivity oscillations (so-called Brown-Zak oscillations) were examined in the studied gate-tunable superlattice devices, showing an additional modulation by Weiss oscillations.

Übersetzung der Zusammenfassung (Deutsch)

In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss zweidimensionaler Übergitter auf die elektronische Bandstruktur und die elektronischen Eigenschaften von Graphen untersucht. Es wurden sowohl Graphen-Antidot-Gitter, als auch elektrostatisch erzeugte Übergitter hergestellt und untersucht. In Transportuntersuchen an Graphen-Antidot-Gittern konnten Signaturen einer magnetfeldabhängigen Bandlücke ...

Übersetzung der Zusammenfassung (Deutsch)

In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss zweidimensionaler Übergitter auf die elektronische Bandstruktur und die elektronischen Eigenschaften von Graphen untersucht. Es wurden sowohl Graphen-Antidot-Gitter, als auch elektrostatisch erzeugte Übergitter hergestellt und untersucht. In Transportuntersuchen an Graphen-Antidot-Gittern konnten Signaturen einer magnetfeldabhängigen Bandlücke beobachtet werden. In Proben mit einem elektrostatisch definierten Übergitter, erzeugt durch das Zusammenspiel eines globalen Backgates und eines strukturierten Gates aus Mehrlagen-Graphen, wurden Modifikationen der elektronischen Bandstruktur beobachtet. In elektrischen Transportmessungen zeigte sich die Ausbildung von Minibändern und Satelliten-Dirac-Punkten. Beim Anschalten eines Magnetfeldes konnten Signaturen des Hofstadter Schmetterlings, eines fraktales Energiespektrums, nachgewiesen werden. Darüber hinaus wurden Bandleitfähigkeitsoszillationen (sogenannte Brown-Zak-Oszillationen) in den künstlich erzeugten Übergittern untersucht, die eine zusätzliche Modulation durch Weiss-Oszillationen aufwiesen.

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