New tools for probing classical and quantum nanomaterials

Monday, February 11, 2019 - 2:30pm

Abstract: In this seminar, I will discuss two domains of condensed matter physics elucidated by new tools: thermal motion in nanomechanical structures and quantum electron transport in 2D materials. By picking up individual carbon nanotubes and coupling them with electrostatic gates and optical cavities, we directly read-out non-equilibrium dynamics and observe real-time Brownian motion. We reveal surprising spectral dynamics obscured by existing measurement techniques, shedding light on the physics behind the unexpectedly low quality-factor in room temperature carbon nanotube resonators. In the second part of this seminar, I will explain how new devices and measurement techniques help us control and observe the flow of electrons in graphene. Drawing from intuitions in ballistic transport and light optics, we produce collimated electron beams to quantitatively study angularly dependent phenomena such as Klein tunneling, and elucidate how electrons start to behave like a fluid as they interact more strongly with each other. Using scanning gate microscopy, we image how electrons can follow non-circular cyclotron orbits in graphene- based superlattices.
 

Location: 
106 Stanley Hall
Affiliation: 
Stanford University