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Leonardo Cristiano Camposhttp://lattes.cnpq.br/8451325762846151Joaquim Bonfim Santos MendesAdo Jorio de VasconcelosGerson Ferreira JúniorÂngelo Malachias de Souzahttp://lattes.cnpq.br/8844098527405219Edrian Mania2020-02-11T18:14:24Z2020-02-11T18:14:24Z2019-07-11http://hdl.handle.net/1843/32438A valetrônica é uma nova área da eletrônica que baseia-se no controle e manipulação do número quântico de vale, um grau de liberdade similar ao spin. Assim como em spintrônica, pretende-se criar dispositivos mais rápidos, mais eficientes e com menos consumo energético. O desenvolvimento da valetrônica necessita de um transporte eletrônico de longo alcance no qual o índice de vale seja preservado. Uma estrutura promissora para essa finalidade é um canal topológico unidimensional (1D) formado num grafeno bicamada, chamado de domain wall (DW). Nesses canais 1D, o índice de vale define a direção de propagação dos portadores de carga e os estados de borda chirais (kink states) são robustos a diversos tipos de desordem. Contudo, a fabricação de um DW é desafiadora. Isso requer a fabricação de dispositivos complexos que necessitam de contatos elétricos alinhados com precisão nanométrica ou a produção de DW em grafeno depositado sobre substratos rugosos, que limitam consideravelmente o livre caminho médio. Nesse trabalho criamos um novo tipo de DW de alta qualidade ao longo da borda curvada de um grafeno bicamada dobrado. Nessa nova estrutura, fabricamos dispositivos valetrônicos e investigamos as propriedades do transporte de carga com medidas eletrônicas de dois e quatro terminais. As medidas com dois terminais ao longo desse canal com espessura nanométrica revelaram que a resistência é quantizada próxima da resistência quântica R = h 4e2 em campos magnéticos nulos. Os experimentos com quatro terminais mostraram um colapso da resistência longitudinal, consistente com a resistência de um canal balístico. Também demonstramos o comportamento metálico dos estados 1D protegidos topologicamente conduzindo medidas em função da temperatura. Finalmente, mostramos que a transmissão balística dos estados protegidos de vale alcançam longos livres caminhos médios. Nas demais bordas e na região em que o grafeno bicamada estava empilhado, isto é, no bulk, medimos um comportamento de semicondutor com gap controlável através da aplicação de campos elétricos transversais. Acreditamos que essa nova plataforma possibilitará estudos dos comportamentos de líquidos de Luttinger e levará ao desenvolvimento de dispositivos baseados em linhas quânticas não dissipativas e válvulas de vale.Valetronics is an emergent field on electronics that manipulates the valley number, a degree of freedom similar to the electron spin, to develop faster and more efficient devices with low power consumption. The development of valleytronics demands long-range electronic transport with preserved valley index. A promising structure to this end is a topological one-dimensional (1D) channel formed in bilayer graphene (BLG) called domain wall (DW). In these 1D channels, the valley-index defines the propagation direction of the charge carriers and the chiral edge states (kink states) are robust over many kinds of disorder. However, the fabrication of DWs is challenging, requiring the design of complex multi-gate structures with nanometer alignment or have been producing on rough substrates, showing a limited mean free path. In our work, we create a new structure to form a high-quality domain walls. Such structure is formed along the curved boundary of a folded bilayer graphene. Our investigation of the ballistic transport at such nano-width channel with two terminal measurements reveal the resistance quantization by the quantum value of R = h 4e2 at zero-magnetic fields. The four probe experiments show a collapse of the longitudinal resistance, the expected resistance of a ballistic channel. We also demonstrate the metallic behavior of the topologically protected one dimensional states by performing measurements as function of the temperature and we showed that the ballistic transmission of valley protected states was achieved for long mean-free paths. At the bulk, we measure an semiconducting behavior with tunable bandgap. We envision that such new valleytronic platform could either be exploited for studies of Luttinger liquids behaviors or for the development of dissipationless electronic quantum wires and development of electronic valley valves.CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoporUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em FísicaUFMGBrasilICX - DEPARTAMENTO DE FÍSICAhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/info:eu-repo/semantics/openAccessGrafenoNanotecnologiaTransporte eletrônicoGrafenoNanotecnologiaTransporte eletrônicoTransporte eletrônico por estados topológicos em grafeno bicamada dobrado: uma plataforma para a valetrônicainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82119https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/32438/3/license.txt34badce4be7e31e3adb4575ae96af679MD53ORIGINALTese_EdrianMania.pdfTese_EdrianMania.pdfapplication/pdf17946006https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/32438/1/Tese_EdrianMania.pdf4f31395d5c5354640a2ecc5ed2c83041MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/32438/2/license_rdfcfd6801dba008cb6adbd9838b81582abMD52TEXTTese_EdrianMania.pdf.txtTese_EdrianMania.pdf.txtExtracted texttext/plain177483https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/32438/4/Tese_EdrianMania.pdf.txta28819fb5996afb07087e26be95b7a4fMD541843/324382020-02-12 03:25:48.144oai:repositorio.ufmg.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2020-02-12T06:25:48Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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