| Date: |
2026 |
| Abstract: |
Aquesta tesi investiga com la superperiodicitat, la quasiperiodicitat i el desordre modelen el transport electronic i d'espín en sistemes basats en grafe, amb un ' emfasi especial en les escales de longitud rellevants experimentalment i en una ' modelitzacio atomística realista. Mitjanc¸ant metodes de transport quàntic en es- ' pai real a gran escala, s'hi estableixen primer empremtes de transport controlades que permeten distingir la propagacio convencional de tipus Bloch en estructures ' periodiques de la dinàmica anòmala induïda per modulacions quasiperiodiques. A ' partir d'aquest marc, la tesi analitza el grafe bicapa girat a l'angle màgic i mostra ' que, dins d'una finestra finita de desordre en que les característiques de les bandes planes es mantenen robustes, un desordre d'Anderson moderat pot augmentar de manera contraintuïtiva el camí lliure mitja. Aquesta deslocalitzaciò induïda pel desordre es relaciona, a mes, amb canvis en la métrica quàntica obtinguda a partir ' de la conductivitat optica, cosa que revela una connexiò directa entre el transport, ' la geometria electronica i l'extensiò en espai real dels estats subjacents. L'estudi ' aborda despres aproximants de quasicristalls de grafé i piles híbrides multicapa, i identifica el transport subbalístic i els patrons d'auto-similitud en la localitzacio' com a signatures de l'ordre quasicristal·lí, alhora que en demostra la gran fragilitat davant del desordre i dels efectes de proximitat entre capes. Finalment, la tesi estudia el transport d'espín en grafe monocapa suspès i mostra que les corrugacions ' a escala atomica generen camps de Rashba fluctuants i de curt abast que poden ' limitar la vida d'espín a l'escala dels nanosegons, fins i tot quan el transport de carrega es mantè proper al régim balístic. En conjunt, aquests resultats ofereixen una visio unificada de com la geometria, el desordre i la complexitat estructural ' governen els fenomens de transport en sistemes de grafè girat i corrugat. |
| Abstract: |
Esta tesis investiga cómo la superperiodicidad, la cuasiperiodicidad y el desorden modelan el transporte electrónico y de espín en sistemas basados en grafeno, con un énfasis especial en las escalas de longitud relevantes experimentalmente y en una modelización atomística realista. Mediante métodos de transporte cuántico en espacio real a gran escala, se establecen primero huellas de transporte controladas que permiten distinguir la propagación convencional de tipo Bloch en estructuras periódicas de la dinámica anómala inducida por modulaciones cuasiperiódicas. A partir de este marco, la tesis analiza el grafeno bicapa rotado al ángulo mágico y muestra que, dentro de una ventana finita de desorden en la que las características de las bandas planas se mantienen robustas, un desorden de Anderson moderado puede aumentar de manera contraintuitiva el camino libre medio. Esta deslocalización inducida por el desorden se relaciona, además, con cambios en la métrica cuántica obtenida a partir de la conductividad óptica, lo que revela una conexión directa entre el transporte, la geometría electrónica y la extensión en espacio real de los estados subyacentes. El estudio aborda después aproximantes de cuasicristales de grafeno y pilas híbridas multicapa, e identifica el transporte subbalístico y los patrones de autosimilitud en la localización como firmas del orden cuasicristalino, al tiempo que demuestra su gran fragilidad frente al desorden y a los efectos de proximidad entre capas. Finalmente, la tesis estudia el transporte de espín en grafeno monocapa suspendido y muestra que las corrugaciones a escala atómica generan campos de Rashba fluctuantes y de corto alcance que pueden limitar la vida de espín a la escala de los nanosegundos, incluso cuando el transporte de carga se mantiene cercano al régimen balístico. En conjunto, estos resultados ofrecen una visión unificada de cómo la geometría, el desorden y la complejidad estructural gobiernan los fenómenos de transporte en sistemas de grafeno rotado y corrugado. |
| Abstract: |
This thesis investigates how superperiodicity, quasiperiodicity, and disorder shape electronic and spin transport in graphene-based systems, with an emphasis on experimentally relevant length scales and realistic atomistic modelling. Using large-scale real-space quantum-transport methods, it first establishes controlled transport fingerprints that distinguish conventional Bloch propagation in periodic structures from the anomalous dynamics induced by quasiperiodic modulations. Building on this framework, the thesis analyzes magic-angle twisted bilayer graphene and shows that, within a finite disorder window where flat-band features remain robust, moderate Anderson disorder can counterintuitively enhance the mean free path. This disorder-induced delocalization is further linked to changes in the quantum metric extracted from optical conductivity, revealing a direct connection between transport, electronic geometry, and the real-space extent of the underlying states. The study then turns to graphene quasicrystal approximants and hybrid multilayer stacks, identifying sub-ballistic transport and self-similar localization patterns as signatures of quasicrystalline order, while also demonstrating their strong fragility against disorder and interlayer proximity effects. Finally, the thesis addresses spin transport in suspended monolayer graphene, showing that atomic-scale corrugations generate short-range fluctuating Rashba fields that can limit spin lifetimes to the nanosecond range even when charge transport remains close to ballistic. Taken together, these results provide a unified picture of how geometry, disorder, and structural complexity govern transport phenomena in twisted and corrugated graphene systems. |
| Note: |
Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Física. |
| Rights: |
Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, sempre i quan aquestes es distribueixin sota la mateixa llicència que regula l'obra original i es reconegui l'autoria.  |
| Language: |
Anglès |
| Document: |
Tesi doctoral ; Text ; Versió publicada |
| Subject: |
Grafè multicapa rotat ;
Twisted multilayer graphene ;
Grafeno multicapa rotado ;
Superperiodicitat ;
Superperiodicity ;
Superperiodicidad ;
Quasicrystalls ;
Quasicrystals ;
Cuasicristales ;
Ciències Experimentals |
guest ::
