Ligações moleculares em semimetais de Dirac-Weyl e grafeno bicamada torcido - Mizobata, William Nobuhiro [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023)
Estudamos teoricamente os estados moleculares de impurezas acopladas à semimetais do tipo Dirac-Weyl e grafeno bicamada torcido. No primeiro caso estudado, consideramos duas impurezas enterradas em um semimetal de Weyl com quebra de simetria de inversão (metal de Weyl). Verificamos uma mudança no padrão dos orbitais moleculares ligante e antiligante, com a emergência de um estado molecular atomicamente frustrado [Physical Review B 102, 075120 (2020)]. No segundo caso, investigamos estados atomicamente frustrados em moléculas diatômicas hospedadas no grafeno bicamada torcido. Encontramos um modo de energia zero nas densidades espectrais dos átomos do dímero ao se quebrar a simetria de inversão na condição do primeiro ângulo mágico. Verificamos que esse modo também é de uma molécula atomicamente frustrada [2D Materials 8, 045038 (2021), Reportagem FAPESP - Torção de bicamada de grafeno gera um novo tipo de ligação molecular (2022)]. Particularmente, esse modo zero é revelado robusto mediante a essa quebra de simetria, como resultado da twistrônica do sistema.

We theoretically study the molecular states of impurities coupled to semimetals such as the Dirac-Weyl and twisted bilayer graphene systems. In the first case studied, we consider two impurities buried in a Weyl semimetal with inversion symmetry breaking (Weyl metal). We find a change in the pattern of the bonding and antibonding molecular orbitals, with the emergence of an atomically frustrated molecular state [Physical Review B 102, 075120 (2020)]. In the second case, we investigate the atomically frustrated states in diatomic molecules hosted by a twisted bilayer graphene setup. We find a zero energy mode in the spectral densities of the dimer’s atoms just by breaking the inversion symmetry within the first magic angle condition. We also verify that such a mode belongs to an atomically frustrated molecule [2D Materials 8, 045038 (2021), Reportagem FAPESP - Torção de bicamada de grafeno gera um novo tipo de ligação molecular (2022)]. Particularly, this zero mode is revealed robust under this symmetry breaking, as a result of the system twistronics.
Molecular bonds in Dirac-Weyl semimetals and twisted bilayer graphene
Keywords: Dirac-Weyl semimetal; Twisted billayer graphene; Atomic frustrated states; Molecular orbital; Semimetal de Dirac-Weyl; Grafeno bicamada torcido; Estado atômico frustrado; Orbitais moleculares