Theory of epitaxial graphene

• Antragsteller: Professor Dr. Oleg Pankratov
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 173854843

Der rasante Fortschritt von auf epitaktischem Graphen basierender Technologie eröffnet neue Möglichkeiten, die Eigenschaften von Graphen gezielt zu modifizieren und neue graphen-basierte Strukturen zu entwerfen. Zu diesen Strukturen zählen epitaktische Graphen-Schichten auf unterschiedlichen SiC Oberflächen (SiC Polytypen), quasi-freistehendes Graphen, Graphen-Multilagen, usw. Das theoretische Verständnis dieser Systeme ist bei weitem noch nicht vollständig. Selbst bei der bislang am gründlichsten erforschten Struktur, Graphen auf Si-terminiertem SiC, sind noch viele Merkmale unerklärt. Die Eigenschaften von Graphen auf hoch-indizierten SiC Oberflächen und auf den nicht-polaren Oberflächen sind von theoretischer Seite noch gänzlich unerforscht. Mit diesem Antrag setzen wir uns das Ziel, diese Systeme im Detail zu verstehen, einschließlich der Rolle der interface-states, der Rolle der gewählten Substrat Oberfläche, der Eigenschaften von magnetischen und nicht-magnetischen Störstellen in epitaktischen Schichten und Multilagen, sowie der elektronischen Eigenschaften und der Schwingungseigenschaften der Graphen-SiC Grenzschicht. Insbesondere wird die vielversprechende und neuartige Physik von Graphen-Multilagen mit Rotations-Fehlstellungen untersucht werden, speziell im Hinblick auf Lokalisierung, Transport-Phänomene und das Phononen-Spektrum. Wir verwenden dazu sowohl ab-initio DFT Methoden in Kombination mit einem effizienten tight-binding Zugang, der speziell auf Graphen-basierte Systeme zugeschnitten ist, als auch analytische Modelle, die auf entsprechend modifizierten Dirac-Weyl Hamiltonians basieren.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1459: Graphene