Doktorarbeit


Wave packets in mesoscopic systems:
From time-dependent dynamics to transport phenomena in graphene and topological insulators


Viktor Krückl, Universitätsverlag Regensburg (2013)
ISBN: 978-3-86845-097-2


Zu Beginn des 21. Jahrhunderts wurden neuartige Festkörpermaterialien entdeckt, die sich durch elektronische Anregungen mit einer chiralen Spin oder pseudo-Spin Textur nahe der Fermi Energie auszeichnen. Solche besonderen elektronischen Eigenschaften sind zum Beispiel in Graphen oder topologischen Isolatoren zu finden und ausschlaggebend für das große Potential das diesen Materialien für zukünftige elektronische Bauelemente eingeräumt wird.

Im Fokus dieser Doktorarbeit stehen mesoskopische Systeme aus derartigen Festkörpern die mit Hilfe zeitabhängiger Methoden untersucht werden. Dabei nutzt man die Zeitentwicklung von Wellenpaketen um elektronische Anregungen zu beschreiben. Aus der Propagation eines Quantenzustands lassen sich eine Vielzahl von dynamischen Observablen extrahieren, die in dieser Arbeit auf neuartige Effekte hin untersucht werden. So zeichnet sich etwa Graphen in einem senkrechten Magnetfeld durch eine Revival-Struktur aus, die in den nachfolgenden Videos veranschaulicht wird. Ebenso entstehen Bloch-Zener Oszillationen in Superstrukturen aus Graphene oder topologischen Isolatoren. Aus dynamische Observablen lassen sich auch statische physikalische Größen ableiten. So wird etwa die Zeitentwicklung von Quantenzuständen verwendet um die Schalteigenschaften eines neuartigen Spin-Transistors zu untersuchen.

Zusatzmaterial


Zusätzliches online Material zu meiner Doktorarbeit. Video Streams starten automatisch beim Klicken der Bilder.


Zitterbewegung in Graphene

movie1a.flv (5 MB)                -              movie1b.flv (5 MB)


Wellenpaket Revivals in Graphene

movie2.flv (20 MB)


Bloch-Zener Oszillationen

movie3.flv (2 MB)