Modèle généralisé pour la straintronique dans les matériaux quantiques en 2D

La straintronique est le domaine qui étudie comment les propriétés électroniques des matériaux sont modifiées par des contraintes mécaniques (déformations). Avec l'essor des matériaux 2D pour les dispositifs d'électronique quantique, il devient nécessaire de modéliser les déformations mécaniques au niveau de l'hamiltonien quantique. Les perturbations de l'hamiltonien dues aux déformations proviennent de deux sources : les déformations du réseau et les changements aux forces de liaison entre les atomes. Nous présentons ici une théorie générale qui tient compte de la symétrie des liaisons et qui nous permet de calculer l'effet complet des déformations en termes de paramètres de structure de bande pour des systèmes à une ou plusieurs couches 2D. Nous utilisons ensuite la théorie des groupes pour déterminer si et comment la déformation peut être décrite par un ou de multiples potentiels scalaires et vectoriels. Nous discutons de plusieurs matériaux 2D et présentons spécifiquement le graphène bicouche déformé comme une application pratique de notre modèle. Dans le graphène bicouche, nous identifions une échelle d'énergie, dépendante de la déformation, au-dessus de laquelle un seul potentiel vectoriel peut décrire la déformation mécanique. Cette simplicité pourrait grandement simplifier l’analyse de données expérimentales dans le domaine de la straintronique quantique. De plus, la généralité de notre modèle nous permet d'étudier systématiquement une plus large gamme de matériaux.