MOON — Sonder la fonction spectrale des états de Hall quantique anormal par spectroscopie tunnel résolue en énergie et en moment.

La structure de bande électronique détermine les propriétés électroniques d’un matériau. Ainsi, pour comprendre un nouvel état de la matière, il est essentiel d’accéder à la structure de bande électronique du matériau. Un phénomène particulièrement intéressant est l’effet Hall quantique anormal (QAHE), dans lequel la résistance transversale du matériau est quantifiée en l’absence de champ magnétique. Cet effet a été proposé pour améliorer les interconnexions entre dispositifs quantiques, héberger des modes de Majorana en proximité avec des supraconducteurs, et servir de standard de résistance quantique de Hall sans champ magnétique. Le QAHE est observé dans divers types de matériaux (comme les isolants topologiques, les systèmes de moiré, etc.), à condition que le système brise la symétrie de renversement du temps et possède des bandes topologiques non triviales. Les matériaux à base de graphène avec des motifs de moiré sont particulièrement attractifs pour étudier le QAHE en raison de leur meilleure qualité cristalline, de leurs contacts électriques plus performants que ceux d’autres matériaux, de leur grande ajustabilité et du contrôle in situ de l’alignement des couches. Malheureusement, l’accès expérimental à leur structure de bande électronique est complexe, car ces matériaux sont encapsulés et de taille limitée, ce qui empêche l’utilisation des outils de spectroscopie standard. Je propose de mettre en œuvre une technique de spectroscopie tunnel résolue en énergie et en moment (MERTS), combinée à des mesures de transport de charge et à un contrôle angulaire in situ, afin d’explorer l’origine de l’effet Hall quantique anormal dans les systèmes de moiré à base de graphène. Cette approche tripartite me permettra de corréler directement les caractéristiques de la fonction spectrale et les propriétés de transport de charge à mesure que la longueur d’onde du moiré évolue, et d’aborder les questions suivantes : i) Est-il possible d’observer la fonction spectrale des matériaux 2D à l’aide de la MERTS ? ii) Quel est le lien entre l’alignement des couches (brisant la symétrie) et la topologie des bandes ? Ces résultats traceront une voie pratique pour étudier et concevoir des bandes topologiques dans d’autres matériaux 2D et hétérostructures.