Dispersión de Floquet de fermiones de Dirac sin masa: el caso del grafeno

Abstract

En este trabajo se estudian algunos efectos observados en la interacción de electrones de Dirac sin masa con radiación electromagnética. El ejemplo más conocido para este sistema es el grafeno monocapa en presencia de un haz láser. Principalmente se analiza la dispersión inelástica en bordes que separan regiones irradiadas y no irradiadas en diferentes configuraciones geométricas, así como la formación de estados quirales localizados en estos bordes. En ambos casos, el campo láser genera un potencial dependiente del tiempo que da lugar a una dispersión inelástica en la que los electrones pueden emitir o absorber cuantos de luz. Usaremos un haz láser monocromático que genera un potencial periódico y armónico en el tiempo. Para esto último presentaremos la teoría de Floquet para resolver la ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo. A su vez nos limitaremos a las excitaciones de baja energía respecto del nivel de Fermi, donde el hamiltoniano efectivo no irradiado tiene la forma de una hamiltoniano de Dirac para fermiones sin masa. Para el problema de la dispersión estudiaremos dos tipos de bordes: rectos y circulares, y veremos algunas modificaciones a la paradoja de Klein, así como un corrimiento de los haces dispersados, un fenómeno conocido como efecto Goos-Hänchen, aunque con características peculiares.