Electronic Transport Properties of Twisted Bilayer Graphene

Le Doyen de la Faculté des Sciences et Techniques de Béni Mellal porte à la connaissance du public que Monsieur Ayoub BAHLAOUI, soutiendra une thèse de Doctorat intitulée : «Electronic Transport Properties of Twisted Bilayer Graphene».

La soutenance publique aura lieu le Samedi 13 Juin 2026 à 10h00 à l’Amphi de Conférences, à la Faculté des Sciences et Techniques de Béni Mellal, devant le jury composé de :

• Monsieur Khalil EL-HAMI : Professeur, Institut Scientifique, Université Mohammed V, Rabat, Président ;

• Monsieur Ahmed LIBA : Professeure, Faculté des Sciences et Techniques, Université Sultan Moulay Slimane, Béni Mellal, Rapporteur;

• Madame  Sanaa HAYANI MOUNIR : Professeur, Faculté Polydisciplinaire, Université Sultan Moulay Slimane, Khouribga, Rapporteure;

• Monsieur Mohamed EL BASRI : Maître de Conférences Habilité, Institut Scientifique,Université Mohammed V, Rabat, Rapporteur;

• Madame Zineb FAIZ : Maître de Conférences Habilité, Faculté Polydisciplinaire, Université Sultan Moulay Slimane, Khouribga, Examinatrice; 

• Monsieur Youness ZAHIDI : Maître de Conférences Habilité, Faculté Polydisciplinaire, Université Sultan Moulay Slimane, Khouribga, Directeur de thèse.

Résumé: 

Le graphène bicouche torsadé (BGT) est un matériau moiré obtenu par l'empilement de deux feuillets de graphène avec un désalignement angulaire. Cette torsion modifie profondément la structure électronique du système, provoquant l'hybridation des cônes de Dirac, l'émergence de singularités de Van Hove et la formation de minibandes ultra-plates. Ces propriétés font du BGT une plateforme unique pour l'étude du transport quantique à travers des barrières de potentiel.Cette thèse explore les propriétés de transport électronique du BGT soumis à diverses configurations électrostatiques. En nous appuyant sur un hamiltonien effectif continu à basse énergie, nous analysons la structure de bandes avant de calculer la probabilité de transmission et la conductance. Plusieurs dispositifs sont étudiés : barrière simple, double barrière, et super-réseaux périodiques (avec ou sans défauts).Nos résultats révèlent que la transmission à incidence normale peut être modulée de manière continue, passant d'une transparence parfaite à une réflexion totale selon l'énergie incidente ou la hauteur du potentiel. Ce comportement distingue nettement le BGT du graphène monocouche ou de la bicouche de type Bernal. Dans le cas d'une double barrière, nous mettons en évidence des résonances tunnel et un comportement oscillatoire fortement dépendants de la géométrie. L'analyse du tunneling de Klein et des résonances de Fabry-Pérot montre une anisotropie et une asymétrie marquées, pilotées par le potentiel appliqué.Enfin, l’étude des super-réseaux montre que la périodicité génère des gaps de transmission et des résonances dont les caractéristiques dépendent de l’angle de torsion. L'introduction d'un défaut permet, quant à elle, de créer des états tunnel localisés au sein de ces gaps. En conclusion, ce travail démontre que l'angle de torsion et l'ingénierie des barrières constituent des leviers puissants pour contrôler les porteurs de charge, ouvrant la voie à de nouveaux dispositifs nanoélectroniques accordables en twistronique.

Mots Clés : Graphène bicouche torsadé, Angle de torsion, Tunneling chiral, Tunneling de Klein, Résonances de Fabry-Pérot, Double barrière, Super-réseau, Défaut, Transmission, Conductance.