Orientadores: Eduardo Granado Monteiro da Silva, Fernando Iikawa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-28T03:52:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2015 / Resumo: O célebre efeito Hall quântico semi-inteiro no grafeno é uma consequência direta dos níveis de Landau característicos previstos pela equação de Dirac. Apesar de se saber que os níveis de Landau devam ser tão estreitos quanto possível para que os efeitos de mecânica quântica relativística sejam realçados, pouca informação sobre os mecanismos mais relevantes que levam ao alargamento destes níveis em grafeno está disponível atualmente. Nesta tese, experimentos de micro-Raman a baixas temperaturas e campos magnéticos de até 15~T foram feitos em tipos diferentes de amostras de grafeno: monocamadas e bicamadas depositadas sobre um substrato de Si/SiO$_2$; e multicamadas produzidas sobre SiC. As larguras das transições interbanda entre níveis de Landau são obtidas pela análise do amortecimento das ressonâncias magneto-fônon que ocorrem quando transições opticamente ativas entre níveis de Landau cruzam a energia do fônon E$_{2g}$. A partir de uma análise quantitativa das larguras dependentes do índice de cada transição, encontramos que amostras produzidas por meios distintos mostram mecanismos de alargamento de níveis de Landau amplamente diferentes. O alargamento na amostra com multicamadas é causado por uma distribuição nas velocidades de Fermi ($\delta v_F \sim 8.7\times10^4$~m/s) possivelmente devida a flutuações residuais nas interações entre camadas, enquanto o alargamento em monocamadas é devido, principalmente, à presença de pseudo-campos magnéticos ($\delta B_{strain}=1.7$~T para nossa amostra) criados por tensões na rede através de interações com o substrato. A busca por métodos de fabricação de grafeno com qualidade eletrônica superior precisa levar em conta estes dois tipos de mecanismos de alargamento / Abstract: The famous half-integer quantum hall effect in graphene is a direct consequence of the characteristic Landau levels predicted by the Dirac equation. Albeit minimal Landau level widths are mandatory to reinforce the relativistic quantum effects under low magnetic fields, little information on the most relevant mechanisms leading to Landau level broadening in graphene samples is presently available. In this thesis, micro-Raman experiments at low temperatures and fields up to 15 T were performed on distinct graphene samples, namely a natural single-layer and a bilayer graphene flake deposited over a Si/SiO$_2$ substrate; and a multilayer epitaxial graphene sample produced on SiC. The interband Landau level transition widths are obtained by an analysis of the damping of the magnetophonon resonances that occur when optically active Landau level transitions cross the energy of the $E_{2g}$ phonon. We find, by means of a quantitative analysis of the index-dependent Landau level transition widths, that graphene samples produced by such distinct routes show largely different dominant Landau level broadening mechanisms. In fact, the broadening in multilayer epitaxial graphene is caused by a distribution of Fermi velocities ($\delta v_F \sim 8.7\times10^4$~m/s), possibly due to fluctuations of residual interlayer graphene interactions, while the Landau level broadening in single-layer graphene is mainly due to the presence of random strain-induced pseudo-magnetic fields ($\delta B_{strain}=1.7$ T for our sample) caused by interactions with the substrate. Search for production methods of graphene with optimal electronic quality must take into account both possible Landau level broadening mechanisms / Doutorado / Física / Doutor em Ciências / CAPES
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.unicamp.br:REPOSIP/276935 |
| Date | 28 August 2018 |
| Creators | Ardito, Fábio Machado 1984- |
| Contributors | UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS, Iikawa, Fernando, 1960-, Silva, Eduardo Granado Monteiro da, 1974-, Kopelevitch, Iakov Veniaminovitch, Siervo, Abner de, Souza Filho, Antonio Gomes de Souza, Cançado, Luiz Gustavo de Oliveira Lopes |
| Publisher | [s.n.], Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Física Gleb Wataghin, Programa de Pós-Graduação em Física |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Inglês |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | 114 f. : il., application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da Unicamp, instname:Universidade Estadual de Campinas, instacron:UNICAMP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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