Propiedades electrónicas de bicapas de grafeno formando patrones de moiré

Abstract

En este trabajo se estudió la estructura de bandas electrónicas de bicapas hexagonales de grafeno-grafeno y nitruro de boro-nitruro de boro introduciendo una rotación entre capas, formando estructuras periódicas conocidas como patrones de moiré. Usando una aproximación de amarre fuerte o tight binding semi-empírico con interacción a primeros vecinos, un solo orbital por sitio y con ayuda de un código computacional propio, se calculan las estructuras de bandas alrededor de los puntos de Dirac. Se encuentra que para bicapas de grafeno rotadas a diferentes valores de ángulo no se presentan valores de banda de energía prohibida, en su lugar los niveles de energía son degenerados y no lineales asociadas a valores de masa efectiva de portadores de carga no nula, alrededor de los puntos de Dirac K. Por otro lado, para el caso de las bicapas de nitruro de boro se encuentra que es posible modular el ancho de las bandas prohibidas como función del ángulo. (Texto tomado de la fuente)

In this work, we show that there is a band gap for boron nitride bilayers when a change of geometrical configurations, such as rotations, is introduced. In contrast, no bandgap was obtained for graphene bilayers under different angles. This result is valid for infinitely extended and perfectly flat bilayers at low temperatures. We used a low energy approximation close to Dirac points in a semi-empiric tight-binding approximation and considered only nearest neighbors approximations and one orbital per site. We showed that it might be feasible to obtain a different bandgap value in bilayered semiconductors of boron nitride-boron nitrate bilayers by only changing the geometrical setup. In this work, boron nitride-boron nitride bilayers display a bandgap value from 0.73 eV to 4.5 eV. We encourage measurements and tests for these systems to measure the bandgap and test this prediction at low-temperature setups.