Stacking and Their Boundaries in Few-layer GrapheneStability and Electronic Properties in Bi- and Trilayer Graphene

Resumen

Las observaciones experimentales de grafeno de pocas capas muestran propiedades electrónicas notables. Sin embargo, para mantener estas propiedades, el orden de apilamiento debe mantenerse a lo largo de todos los procesos. Recientemente se ha reportado que la adición de contactos metálicos o la transferencia de obleas de grafeno de pocas capas sobre nitruro de boro pueden generar un cambio dentro de los apilamientos en muestras experimentales. En la primera parte de esta tesis hicimos cálculos dentro del marco de la teoría funcional de la densidad (DFT) para estudiar la estabilidad relativa entre los apilamientos Bernal y romboédrico. Contrario a lo reportado en diferentes estudios, hemos encontrado que el apilamiento romboédrico es más estable que el Bernal. Al describir diferentes mecanismos de deformación,encontramos que el apilamiento Bernal se vuelve mas estable que su contraparte. En la segunda parte, describimos un arreglo de líneas de defecto en grafeno de dos capas. Entre nuestros resultados hemos encontrado componentes topológicas debidas al cambio de apilamiento y estados altamente localizados provenientes de las líneas de defecto. Estos estados de defecto se hibridan con los estados topológicos provocando una dispersión en su estructura electrónica. Además, muestran comportamientos magnéticos caracterizado por un bloqueo de espín-momento. Notamos que los estados resultantes a la hibridación son susceptibles a dopaje tipo n, campo eléctrico, y al acople magnético entre capas. Debido al dopaje, las bandas de defecto muestran anidamiento implicando que están parcialmente ocupadas. En nuestro caso, el anidamiento es uno de los diferentes mecanismos que sugieren la aparición de ondas de densidades de carga a lo largo de la línea de defecto. Esperamos que estos resultados sean potencialmente visibles en sistemas de grafeno bidimensional en donde existan patrones de cambios de apilamiento.