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Jeudi 13 Octobre 2011,16h
Amphi Howleck, Esc C, 1ème etage
Le graphène sous contrainte et l’organique alpha-ET_2I_3 — comment faire bouger les points de Dirac
Marc Goerbig, LPS, Orsay
Les fermions de Dirac, traditionnellement rencontrés en physique des hautes énergie, ont fait leur entrée en matière condensée avec la découverte du graphène. En effet, la structure de bande du graphène possède au niveau de Fermi des points de contact entre la bande de valence et la bande de conduction, et la relation de dispersion est linéaire dans leur voisinage. D’un point de vue de la mécanique quantique, les électrons y sont décrits par une équation de Dirac pour des fermions sans masse, où la vitesse de la lumière est remplacée par la vitesse de Fermi.
Le graphène est alors un système modèle pour des physiciens de la matière condensée auquel il faut adapter la théorie des métaux établie pour des fermions non relativistes. Au-delà du graphène, d’autres matériaux révèlent des points de Dirac, comme par exemple le cristal organique quasi-2D alpha-ET_2I_3 (sous pression). Contrairement au graphène, la vitesse n’est pas isotrope dans ce matériau et les cônes décrivant la relation de dispersion autour des points de Dirac sont inclinés. De plus les points de Dirac bougent sous pression.
Ce séminaire est censé donner une introduction au mouvement des points de Dirac dans le graphène sous contrainte et dans le alpha-ET_2I_3 ainsi qu’au rôle des interactions dans cette "matière de Dirac". Un aspect remarquable du mouvement des points de Dirac est leur fusion dont la nature est déterminée par la topologie des bandes (la phase de Berry). On compare le cas de la feuille de graphène soumis à une déformation uni-axiale à une bicouche où l’empilement montre un défaut rotationnel par rapport à l’empilement naturel (celui du graphite), notamment en présence d’un champ magnétique.