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Institucional

Benlakhouy, Nadia

Effect of magnetic field and light on energy levels of (1+3+1) chirally twisted multilayer graphene system

IOP Publishing Ltd

JOURNAL OF STATISTICAL MECHANICS-THEORY AND EXPERIMENT

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We study the Hofstadter butterfly spectrum in (1 + 3 + 1) chirally twisted multilayer graphene (CTMLG) subject to perpendicular magnetic field and light with different polarizations. We focus on the interplay between twist angles and light-induced effects. In equilibrium, we examine symmetric ( theta 1=theta 2) and asymmetric ( theta 1 not equal theta 2) configurations. Our results show that asymmetric configurations cause distinct effects in the electronic energy spectrum. However, the unique symmetry of the system ensures that the spectra remain identical when the twist angles are interchanged. This highlights the role of interlayer coupling in shaping the electronic structure of CTMLG. We then explored the effects of external periodic perturbations, such as circularly polarized light (CPL) and waveguide-generated linearly polarized light (WGL). CPL breaks chiral symmetry, creating a gap that distorts the Hofstadter spectrum. These distortions are more pronounced for asymmetric twist configurations. In contrast, WGL preserves chiral symmetry and has a tunable, non-monotonic effect on the bandwidth. This makes WGL a reliable tool for engineering electronic properties. These results demonstrate how (1 + 3 + 1)-CTMLG combines the effects of light-matter interactions with moir & eacute

physics. This allows accurate control of the electronic properties and fractal spectra by adjusting external fields and twist angles.Estudiamos el espectro de la mariposa de Hofstadter en grafeno multicapa quiralmente retorcido (CTMLG) (1 + 3 + 1) sometido a un campo magnético perpendicular y luz con diferentes polarizaciones. Nos centramos en la interacción entre los ángulos de torsión y los efectos inducidos por la luz. En equilibrio, examinamos configuraciones simétricas (theta 1=theta 2) y asimétricas (theta 1 distinto de theta 2). Nuestros resultados muestran que las configuraciones asimétricas provocan efectos distintos en el espectro de energía electrónica. Sin embargo, la simetría única del sistema garantiza que los espectros permanezcan idénticos cuando se intercambian los ángulos de torsión. Esto resalta el papel del acoplamiento entre capas en la configuración de la estructura electrónica del CTMLG. A continuación, exploramos los efectos de perturbaciones periódicas externas, como la luz polarizada circularmente (CPL) y la luz polarizada linealmente generada por guía de ondas (WGL). La CPL rompe la simetría quiral, creando una brecha que distorsiona el espectro de Hofstadter. Estas distorsiones son más pronunciadas para configuraciones de torsión asimétricas. En contraste, WGL conserva la simetría quiral y tiene un efecto ajustable y no monótono sobre el ancho de banda. Esto convierte a WGL en una herramienta fiable para la ingeniería de propiedades electrónicas. Estos resultados demuestran cómo (1 + 3 + 1)-CTMLG combina los efectos de las interacciones luz-materia con la física de moiré. Esto permite un control preciso de las propiedades electrónicas y los espectros fractales mediante el ajuste de campos externos y ángulos de torsión.

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graphene

10.1088/1742-5468/adde42

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Effect of magnetic field and light on energy levels of (1+3+1) chirally twisted multilayer graphene system

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