Coulomb interaction, ripples, and the minimal conductivity of graphene
我们认为,在石墨烯中的未屏蔽库仑相互作用提供了一个积极的,普遍的,和对数校正缩放的零温度电导率与频率。由于石墨烯片的扭曲和长程电子-电子相互作用引起的无序的组合效应是对直流电导率的有限正贡献。这种贡献是无序强度依赖的,因此是非普遍的。这样一个系统的低能量行为是由固定点线控制的,在固定点线上,相互作用和无序都是有限的,并且态密度是精确线性的。对代表石墨烯中波纹的典型随机矢量势的估计使最小电导率的理论值接近4e^2/h。
2008-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Transition metal ad-atoms on graphene: Influence of local Coulomb interactions on chemical bonding and magnetic moments
利用第一性原理计算研究了石墨烯与三维过渡金属吸附原子的相互作用以及局域磁矩的形成。通过比较广义梯度近似(GGA)和GGA+U的计算结果,我们发现电子构型和吸附几何对过渡金属d轨道中的局部库仑相互作用U的影响非常敏感。我们发现高自旋的配置是有利的Cr和Mn吸附原子独立的功能。对于Fe、Co和Ni,根据局域库仑相互作用强度U的值实现不同的电子组态。通过氢化对吸附原子自旋的化学控制被证明:吸附到石墨烯上的NiH和CoH分别表现出自旋S=1/2和S=1。
2011-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coulomb Drag and High Resistivity Behavior in Double Layer Graphene
我们表明,在超洁净的石墨烯双层的库仑阻力可以用于控制电流的开/关比通过调谐外部栅极电压。因此,尽管石墨烯保持半金属,但双层石墨烯系统可以从导电状态调谐到高电阻状态。我们表明,我们的研究结果解释了以前的数据库仑阻力在双层石墨烯样品在无序二氧化硅衬底。
2011-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Coulomb interactions of massless Dirac fermions in graphene; pair-distribution functions and exchange-driven spin-polarized phases
石墨烯中的准二维电子在两个费米点附近的低能区表现为无质量的费米子,服从Dirac-Weyl方程。研究了石墨烯中自旋极化相的稳定性。的交换能量从分析的对分布函数进行评估,并通过一个非常相似的四分量的2D电子流体,这是以前已经调查的相关能量估计。SPP出现足够高的掺杂,当单独的交换能被认为是。然而,发现包含相关性以{ \it抑制}理想石墨烯中的自旋-相变。
2006-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Breaking whispering-gallery modes of massless Dirac fermions in graphene quantum dots by Coulomb interaction
库仑相互作用在局域能级(束缚态)或电子平带中具有核心重要性,并且可能导致许多奇异量子相,例如石墨烯系统中的磁性相、超导相和拓扑相1 -14。在石墨烯单层中,载流子的相对论无质量狄拉克费米子性质使我们能够实现前所未有的准束缚态,其通过回音壁模式(WGM)暂时捕获,寿命(捕获时间)为~ 10 fs,在圆形石墨烯量子点(GQD)中15-20。在这里,我们表明,库仑相互作用仍然起着主导作用,在确定的电子性质的时间限制准束缚态。我们的扫描隧道显微镜(STM)和光谱(STS)测量表明,在GQD中的离散准束缚态将分裂成两个峰值时,它是部分填充。两个分裂峰的能量分离与GQD有效半径的倒数呈线性增加,表明分裂源于库仑相互作用。此外,我们发现两个分裂态的实空间分布在GQD的不同区域分开,以减少库仑相互作用,导致准束缚态的WGM破缺。
2020-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quasiparticle renormalization in ABC graphene trilayers
我们研究了ABC堆叠石墨烯三层中电子-电子相互作用的影响。在无带隙区,我们证明了自能修正导致动力学指数$z=3+α_{1}/N$的重整化,其中$α_{1}\approx0.52$和$N$是费米子粒子数。虽然准粒子的残余在中性点附近被抑制,但寿命与能量有一个次线性标度,即使在零能量下准粒子也是很好定义的。我们计算了不同物理观测量的重整化,这些观测量可以在实验中直接测量。
2014-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coulomb interaction effects in graphene bilayers: electron-hole pairing and plasmaron formation
本文从理论上研究了电子-电子相互作用的多体效应对双层石墨烯基态和光谱性质的影响。使用基于投影的重整化方法,我们表明,如果一个有限的电压差之间的石墨烯层的电子空穴对可以形成和-在非常低的温度-激子不稳定性可能会出现在双层石墨烯结构。费米面附近的单粒子谱函数表现出突出的准粒子峰,不同于中性(未掺杂)石墨烯双层。远离费米面,我们发现,载流子强烈地与等离子体相互作用,从而引起一个广泛的等离子体峰的角度分辨光电发射光谱。
2012-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Optimal Hubbard models for materials with nonlocal Coulomb interactions: graphene, silicene and benzene
为了理解非局域库仑相互作用如何影响关联电子材料的相图,我们提出了一种方法,用只含有在位相互作用U* 的有效哈伯德模型来近似含有非局域相互作用的关联晶格模型.有效模型由Peierls-Feynman-Bogoliubov变分原理定义。我们发现,相互作用U的局部部分按照U*= U-V '约化,其中V'是非局部相互作用的加权平均。对于石墨烯,硅烯和苯,我们表明,非局部库仑相互作用可以减少有效的本地相互作用的2倍以上,在很宽的掺杂范围。
2013-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetic phases from competing Hubbard and extended Coulomb interactions in twisted bilayer graphene
我们实现了一个自洽的Hartree-Fock近似的基础上在真实空间中的微观模型,这使我们能够考虑之间的相互作用的哈伯德和扩展的库仑相互作用在扭曲的双层石墨烯在魔角。这两种相互作用倾向于支持不同的对称性破缺模式,因此在其中一种或另一种占主导地位的机制中具有互补作用。我们发现,对于足够大的值的现场哈伯德排斥,魔角石墨烯具有反铁磁基态的电荷中性点,而在半填充的最低价带的状态成为完全自旋极化。在一般情况下,一个适当的屏蔽扩展库仑相互作用需要观察在任何情况下的磁状态,否则的不稳定性发生在电荷扇区,优先在时间反演,手性或谷对称性破缺的形式。
2021-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Influence of Coulomb interaction on the anisotropic Dirac cone in graphene
各向异性狄拉克锥可以出现在许多相关电子系统中,例如铜酸盐超导体和变形石墨烯。利用重整化群方法和1/N展开研究了长程库仑相互作用对各向异性石墨烯物理性质的影响,其中N为Dirac费米子的味.我们的显式计算表明,各向异性的费米子速度流单调的各向同性的固定点在最低的能量限制在干净的石墨烯。然后,我们将三种类型的障碍,包括随机化学势,随机规范势,和随机质量,并表明库仑相互作用和障碍的相互作用,可以导致丰富和不寻常的行为。在强库仑相互作用和随机化学势的存在下,费米子速度在低能时趋于零,系统成为奇异的各向异性绝缘体.当存在库仑相互作用和其他两种无序时,系统比干净情况更快地流向各向同性低能不动点,表现出非费米液体行为.我们还研究了库仑相互作用的非微扰效应,重点研究了速度各向异性对动力学能隙的影响。结果表明,动力学能隙随费米子速度的减小(增大)而增大(抑制),但随速度各向异性的增大而减小。
2015-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Effect of Coulomb scattering on graphene conductivity
讨论了场效应晶体管结构中库仑散射对石墨烯导电性的影响。粒子间散射(电子-电子,空穴-空穴和电子-空穴)和带电缺陷上的散射被考虑在宽范围的栅极电压。结果表明,石墨烯的本征导电性(纯双极系统,其中电子和空穴密度完全一致)是由强电子-空穴散射定义的。它具有与温度无关的普适值。我们给出了一个明确的推导基于标度理论。当电子和空穴密度之间存在由施加的栅极电压引起的微小差异时,电导率由强电子-空穴散射和弱外部散射(缺陷或声子)决定。我们建议,带电的缺陷(占有缺陷)的密度依赖于费米能量来解释一个次线性依赖的电导率在实验中观察到的一个相当高的栅极电压。我们还消除了实验数据之间的矛盾,在沉积和悬浮石墨烯结构石墨烯导电性。
2008-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Strength of effective Coulomb interactions in graphene and graphite
为了从第一性原理得到石墨烯及相关材料的有效多体模型,我们计算了部分屏蔽的频率相关库仑相互作用。在石墨烯中,有效的现场(哈伯德)相互作用是U_00 = 9.3 eV,非常接近将导电石墨烯与绝缘相分离的临界值,强调了非局部库仑项的重要性。最近邻库仑相互作用强度计算为U_01 = 5.5 eV。在长波长范围内,我们发现石墨的有效本底介电常数ε= 2.5,与实验非常一致。
2011-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Variational method for the calculation of critical distance between two Coulomb centers in graphene
在二维Dirac方程连续极限下研究了带隙石墨烯中两个相同带电杂质系统的超临界不稳定性。每个杂质的电荷是亚临界的情况下,但它们的总和超过临界值计算的版本与一个单一的库仑中心,被认为是。利用发展的变分法,计算了杂质之间的临界距离$R_{\rm cr}$对它们的总电荷的依赖关系。的$R_{\rm cr}$ -值被发现增长的总杂质电荷的增加和准粒子带隙减小。计算结果与以往的研究结果进行了比较。
2014-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The Coulomb impurity problem in graphene
我们解决了石墨烯中未屏蔽库仑电荷的问题,并计算了局域态密度和位移电荷作为能量和距离杂质的函数。这是通过两种不同的方法非微扰地完成的:(1)通过数值研究晶格上的紧束缚模型来精确地解决问题;(2)使用二维狄拉克方程的连续描述。我们表明,狄拉克方程,适当正则化时,提供了一个定性和定量的低能量描述的问题。格点解显示出狄拉克方程无法描述的额外特征,即束缚态的形成和范霍夫奇点的强重整化。
2007-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interaction dominated transport and Coulomb drag in bilayer graphene
我们研究了双层石墨烯(BLG)中输运现象的相互作用效应。对于原始BLG中的最小电导率,我们发现电导率在极限$T\to 0$中假定为恒定值,第一次校正为$\propto \sqrt{T}$。这必须与费米液体中的标准$1/T^2$形成对比(忽略额外的无序和最重要的无序)。我们进一步研究了两个BLG之间的库仑拖曳电阻率在整个范围内从费米液体制度的所有方式的电荷中性(CN)点。我们发现,在费米液体制度阻力的行为非常相似的阻力在一个标准的二维电子气。与单层石墨烯相反,我们发现没有饱和阻力作为现实参数的距离$d$的函数。在CN附近,我们发现了一个有趣的相互作用效应和无序之间的相互作用,就像在单层石墨烯的情况下。在这里,拖曳电阻率强烈地依赖于相应的散射时间的比率。
2012-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Superconductivity induced by the inter-valley Coulomb scattering in a few layers of graphene
我们研究了由库仑排斥引起的谷间散射作为一种纯电子机制在几层石墨烯中的超导起源。在态密度(DOS)中,范霍夫奇点(VHS)的存在强烈地有利于这种配对。我们考虑了三种不同的异质结构:扭曲双层石墨烯(TBG),菱形三层石墨烯(RTG)和Bernal双层石墨烯(BBG)。我们得到的超导(SC)临界温度的趋势和估计与实验结果一致,这可能会确定谷间库仑散射作为一个普遍的配对机制在几层石墨烯。
2023-01-30 cond-mat.str-el
Coulomb interaction in graphene: Relaxation rates and transport
我们在Keldysh图解法中分析了未掺杂石墨烯中的电子-电子非弹性散射。我们表明,有限的温度强烈影响的屏蔽性能的石墨烯,这反过来又影响非弹性散射率相比,零温度的情况下。在清洁区,我们计算了与干涉过程退相有关的量子散射率。我们确定了一个层次的制度所产生的相互作用,由于等离子体增强的散射和有限温度屏蔽的相互作用。我们进一步解决的能量弛豫和运输散射率在石墨烯。我们发现清洁石墨烯的非弹性弛豫速率的非单调能量依赖性,这是由于等离子体激元的共振激发。最后,我们讨论了在狄拉克点的电导率的温度依赖性在相互作用和无序的存在。我们的研究结果补充了动力学方程和流体动力学方法的碰撞限制的导电性清洁石墨烯,并可以推广到强非平衡设置的非弹性过程的物理治疗。
2010-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tuning electron correlation in magic-angle twisted bilayer graphene using Coulomb screening
控制相互作用强度的能力对于研究从相关费米子系统中出现的量子现象至关重要。例如,同位素效应说明了电子-声子耦合对超导电性的影响,为BCS理论提供了重要的实验支持。在这项工作中,我们报告了一种新的器件几何形状,其中魔角扭曲双层石墨烯(tBLG)被放置在靠近Bernal双层石墨烯(BLG)由3 nm厚的屏障隔开。使用来自Bernal双层的电荷屏蔽,可以连续地调谐扭转双层内的电子-电子库仑相互作用的强度。输运测量表明,调谐库仑屏蔽对绝缘态和超导态有相反的影响:由于库仑相互作用被屏蔽削弱,绝缘态变得不那么健壮,而超导性的稳定性增强。我们的结果表明,能够直接探测库仑相互作用在魔角扭曲双层石墨烯中的作用。最重要的是,库仑屏蔽效应指向电子-声子耦合作为魔角扭曲双层石墨烯中库珀对形成的主导机制,因此具有超导性。
2020-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Twisted Bilayer Graphene V: Exact Analytic Many-Body Excitations in Twisted Bilayer Graphene Coulomb Hamiltonians: Charge Gap, Goldstone Modes and Absence of Cooper Pairing
我们发现精确的解析表达式的能量和波函数的带电和中性激发以上的确切基态(在合理的填充每单位细胞)的投影库仑哈密顿在扭曲的双层石墨烯。我们的精确表达式适用于任何形式的库仑相互作用和任何形式的$AA$和$AB/BA$隧穿。单电荷激发能是库仑势与TBG带的量子几何张量的卷积。中性激发是(高对称群)磁振子,其色散是根据TBG中活动带的形状因子解析计算的。得到了两电荷激发能和波函数,并得到了由库仑相互作用得到库珀对的石墨烯本征态的一个充分条件.对于实际的TBG带在第一魔角,我们可以分析表明,库珀对结合能是零,在所有这样的投影库仑模型,这意味着声子和/或非零动能超导需要。[1]《物理学评论》(Phys. Rev. Lett. 122,246401]表明,超交换能上的动能边界小于库仑单位的$10^{-3}$,声子机制变得非常可能。然而,如果超导性是由于动力学项,使带不平坦,我们的理论的一个预测是,最高的$T_c$不会出现在最高的DOS。
2022-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
1/N Expansion in Correlated Graphene
我们研究了1/N展开,其中N是两个组件的狄拉克费米子的数量,在石墨烯的库仑相互作用的大小$Δ= 2 m$的差距。我们发现,对于$Nα\gg1$,其中$α$是石墨烯的“精细结构常数”,对于$m^{-1} \ll r \ll m^{-1} N α/6$,存在作为从通常的3D库仑定律$V(r) \sim 1/r$到2D库仑相互作用$V(r) \sim \ln(Nα/mr)$的距离$r$的函数的交叉。这种效应反映了石墨烯平面中电场的弱“限制”。交叉也导致不寻常的重整化的准粒子速度和间隙在低动量。我们还讨论了带隙石墨烯中的相互作用势与通常的量子电动力学在不同耦合机制下的差异。
2009-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Effect of Coulomb interaction on the gap in monolayer and bilayer graphene
采用功能重整化群技术研究了电荷中性点附近的单层和双层石墨烯中的库仑排斥作用对光谱带隙的影响。在这两种情况下,库仑相互作用支持的差距,一旦开放。对于单层石墨烯,我们正确地重现了几位作者之前获得的结果,例如,费米速度和带隙的明显对数发散以及对应于无限大库仑相互作用下的量子相变的不动点。另一方面,我们表明,间隙引入了一个额外的长度尺度,在该尺度下,发散量的重整化流饱和。还对双层石墨烯进行了类似的分析,得到了类似的结果。我们发现了一个额外的不动点,在无带隙制度与线性光谱对应的消失的电子带质量。这个固定点对于间隙波动是不稳定的,并且一旦间隙打开就不能达到。这保留了光谱的二次标度和有限的电子带质量。
2010-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Conductivity of Coulomb interacting massless Dirac particles in graphene: Regularization-dependent parameters and symmetry constraints
我们计算库仑修正$\mathcal{C}$到a。C.在正则化独立的框架下,使用极化张量方法,在无碰撞极限下,研究了石墨烯中相互作用的无质量狄拉克粒子的电导率。任意的参数,从不同的几何发散的积分之间的差异是固定的物理基础上,只利用空间$O(2)$旋转不变性的模型,相当于横向的偏振张量。因此,在该有效模型中,明确确定$\mathcal{C}$为$(19- 6π)/12$。我们比较我们的结果与显式正则化,并讨论了文献中发现的其他结果的起源$\mathcal{C}$。
2013-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Coulomb interaction at the metal-insulator critical point in graphene
以$d$为空间维,在小参数$ε=d-1$下,微扰计算了石墨烯中半金属和激子绝缘体之间Gross-Neveu量子临界点处电子-电子长程相互作用的重整化群流.对通常β函数的$O(ε)$修正使得长程相互作用在临界点处比在高斯固定点处更无关。当狄拉克费米子的数目很大时,库仑相互作用的弱长程尾在任意维度上也是无关紧要的。尽管其最终的无关性,它表明,金属-绝缘体转变可能仍然是通过增加库仑相互作用的长程尾诱导。
2009-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Theory of Defect-Induced Kondo Effect in Graphene: Numerical Renormalization Group Study
考虑到缺陷的电子态和晶格结构,建立了一个有效的模型,描述了石墨烯中点缺陷引起的近藤效应。结果表明,该模型可以转化为具有有限化学势的单通道赝能隙Anderson模型。数值重整化群方法的基础上,它是澄清,实验观察到的近藤温度的栅电压依赖性理解在这个框架。
2012-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Critical Behavior in Graphene with Coulomb Interactions
我们表明,在库仑相互作用的存在下,石墨烯中的电子表现得像一个临界系统,支持与相互作用相关指数的幂律相关性。渐近分析表明,这种行为的起源在于粒子-空穴散射,其中库仑相互作用诱导了非常接近的方法。随着相互作用强度的增加,相关的幂律从实数变为复数,导致不寻常的不稳定性,其特征在于在热力学极限中的复值磁化率。讨论了可测量的量以及与经典二维系统的联系。
2010-04-13 cond-mat.str-el
Gate-induced Gap in Bilayer Graphene Suppressed by Coulomb Repulsion
基于离子双层哈伯德模型,在顺磁态下采用相干势近似,研究了在位库仑排斥$U$对电选通双层石墨烯带隙的影响.我们发现,虽然无论是在现场库仑排斥$U$或外部垂直电场$E$单独将有利于在双层石墨烯的间隙状态,它们之间的竞争将令人惊讶地导致间隙振幅的抑制。我们的研究结果可以用来理解光学和输运测量中所报道的能隙大小的差异,以及角分辨光电子能谱研究中所观察到的令人困惑的特征。
2016-03-16 cond-mat.str-el
Coulomb interaction, phonons, and superconductivity in twisted bilayer graphene
分析了扭曲双层石墨烯在电子空穴对、等离子体激元和声学声子共同作用下的极化率。屏蔽库仑相互作用允许库珀对的形成和超导性在一个显着的扭曲角和填充范围。纵向声子和电子空穴对之间的耦合增强了超导电性的趋势。Umklapp过程是一个涉及大量动量转移的散射过程,它在库珀对的形成中起着至关重要的作用。超导能隙的大小在费米面的不同口袋之间变化。
2021-08-11 cond-mat.str-el
The ground state of clean and defected graphene: Coulomb interactions of massless Dirac fermions, pair-distribution functions and spin-polarized phases
采用第一性原理密度泛函方法研究了石墨烯和缺陷石墨烯中费米能级附近的准二维电子何时可以用服从Dirac-Weyl(DW)方程的无质量费米子表示.发现DW模型不适用于含有甚至$\sim$ 3%空位或N取代的缺陷石墨烯。然而,DW模型在弱吸附分子层的存在下成立。考虑了纯石墨烯中DW无质量费米子自旋极化相的可能性。交换能从解析的对分布函数以及在$k$ -空间中评估。sipn极化相的动能增强几乎抵消了交换增强,相关能起主要的残余作用。通过一个模型的四分量的2D电子流体的库仑耦合相匹配的石墨烯的相关能量估计。虽然SPP仅与交换一起出现,但在理想石墨烯中包含相关性抑制了它们。
2007-01-05 cond-mat.str-el
Coulomb-driven band unflattening suppresses $K$-phonon pairing in moiré graphene
University of Zurich(苏黎世大学);Princeton University(普林斯顿大学);Ghent University(根特大学)
研究探讨了莫尔石墨烯中超导性是声子介导还是电子相互作用驱动的问题,发现库仑相互作用显著削弱了配对倾向和声子吸引力,排除了纯K-声子介导的超导性。
2023-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Green functions in graphene monolayer with Coulomb interactions taken into account
我们考虑了单层石墨烯的低能有效场模型。库仑相互作用被考虑在内。采用交错费米子格点离散方法对模型进行了数值模拟。计算了两点费米子格林函数。我们发现,在绝缘体阶段,这些格林函数几乎不依赖于能量。这表明有效场模型(在其绝缘体相中)并不对应于真实的石墨烯。
2012-12-24 cond-mat.str-el hep-lat
Coulomb center instability in bilayer graphene
在低能两带和四带连续介质模型下,我们研究了带隙双层石墨烯在带电杂质场中的超临界不稳定性。研究发现,屏蔽效应在双层石墨烯中至关重要。如果忽略它们,则当最低能量束缚态潜入较低连续区时,杂质电荷的临界值随着能隙$Δ$的消失而趋于零。如果考虑屏蔽库仑相互作用,则对于$Δ\to 0$,临界电荷趋于有限值。准粒子的动能和库仑相互作用相对于到带电杂质的距离的不同标度确保了电子束缚态的波函数不会随着其电荷的增加而向杂质收缩。这导致在双层石墨烯中不存在下落到中心的现象,尽管实现了超临界不稳定性。
2017-10-06 cond-mat.str-el
Many-body instability of Coulomb interacting bilayer graphene: RG approach
在忽略三角弯曲和其他高阶贡献的情况下,(无偏)双层石墨烯的低能电子结构由两个具有二次色散的费米点组成。我们表明,由于这种与单层石墨烯的质的差异,短程(或屏蔽库仑)相互作用是微不足道的。利用重整化群研究了它们对系统低能性质的影响,发现在零温时,两个二次费米点自发分裂为四个狄拉克点.这导致了一个自发地将六重晶格旋转对称性(结合层置换)打破为两重晶格旋转对称性的基态,并具有有限的转变温度。临界性质的过渡和三角翘曲的影响进行了讨论。
2009-06-13 cond-mat.str-el
Band structure and insulating states driven by the Coulomb interaction in twisted bilayer graphene
我们分析了在魔角附近的扭曲石墨烯双层的相图。我们考虑了长程库仑相互作用的影响,在自洽的Hartree-Fock近似处理,我们研究任意带填充。我们发现了一个丰富的相图,不同的对称性破缺相,虽然tehy不一定显示在费米能隙。静电势对对称性破缺相能带的形状和带隙有重要影响。结果表明,实验上观察到的非超导对称性破缺相是由长程交换相互作用引起的。
2020-04-03 cond-mat.str-el
Coulomb impurity under magnetic field in graphene: a semiclassical approach
我们解决的问题,库仑杂质在石墨烯中的存在下,一个垂直的均匀磁场。我们表明,这个问题可以解决的WKB近似范围内的超临界杂质的数量级以下。没有杂质的半经典能量正确地再现朗道能级谱。对于给定的朗道能级,WKB能量依赖于角动量的绝对值,这与精确对角化结果是一致的。低于超临界杂质的数量级,WKB解决方案可以扩展为有效精细结构常数的幂的收敛级数。广泛使用的朗道水平投影近似的有效性,我们的结果的相关性进行了讨论。
2012-01-15 cond-mat.str-el
Power law Kohn anomaly in undoped graphene induced by Coulomb interactions
声子色散一般显示非解析点,称为科恩异常,由于电子-声子相互作用。我们分析了这种现象的带边界声子在未掺杂的石墨烯。当考虑耦合常数为$β$的电子-电子相互作用时,可以观察到电子处于临界相的行为:声子色散和寿命随$β$相关指数的幂律行为。对这种特征的观察将允许实验获得电子态的临界性质,并将提供其接近激子绝缘相的测量。
2012-02-14 cond-mat.str-el
Electronic Ground State in Bilayer Graphene with Realistic Coulomb Interactions
在低温下,在干净的双层石墨烯样品中已经通过实验观察到绝缘和导电电子行为,并且在半填充和没有磁场的情况下,对相互作用的基态的性质仍然没有共识。理论上,对于弱相互作用强度,已经预测了绝缘基态的几种可能性。然而,最近对具有短程相互作用的电荷中性双层石墨烯的哈伯德模型的重整化群计算表明,低能狄拉克费米子的出现将稳定弱相互作用的金属相。使用非微扰投影量子蒙特卡罗,我们计算的基态双层石墨烯使用一个现实的模型库仑相互作用,包括短程和长程的贡献。我们发现,需要一个有限的关键现场相互作用间隙双层石墨烯,从而证实了哈伯德模型的预期,即使在一个长程库仑势的存在下,与我们的理论重整化群分析。此外,我们还发现,临界现场相互作用所需的金属基态不稳定的层间耦合的增加而减少。
2019-03-14 cond-mat.str-el
Coulomb Interactions and Ferromagnetism in Pure and Doped Graphene
我们研究了存在的铁磁性的二维蜂窝晶格接近半填充(石墨烯)的库仑相互作用和掺杂的强度的函数的相图。我们发现,狄拉克费米子之间的交换相互作用可以稳定的铁磁相在低掺杂时,耦合是足够大的。在洁净系统中,零温相图显示了一阶和二阶跃迁线以及两个不同的铁磁相:一个相只有一种类型的载流子(电子或空穴),另一个相有两种类型的载流子(电子和空穴)。使用相干相近似(CPA),我们认为,无序进一步稳定的铁磁相。
2006-02-24 cond-mat.str-el
Monte-Carlo simulation of the tight-binding model of graphene with partially screened Coulomb interactions
本文采用杂化蒙特卡罗模拟方法,研究了具有长程库仑相互作用的紧束缚模型对石墨烯电子性质的影响。我们研究了从半金属到反铁磁绝缘相的过渡所对应的亚晶格对称性的自发破缺。因此,我们的短程相互作用包括由于来自基于约束随机相近似的从头计算的较高能量状态中的电子的部分屏蔽[T. O. Wehling { \it et al.},Phys.Rev.Lett. { \bf 106},236805(2011)]。与类似的先前Monte-Carlo研究[M. V. Ulybyshev { \it et al.},Phys.Rev.Lett. { \bf 111},056801(2013)]我们还包括描述在长波长极限中半填充时石墨烯的未屏蔽裸库仑相互作用的转变的唯象模型。然而,我们的研究结果表明,反铁磁莫特过渡的临界耦合在很大程度上是不敏感的这些长程库仑尾的强度。因此,他们证实了预测,悬浮石墨烯保持在半金属相时,一个现实的静态筛选的库仑相互作用。
2014-03-14 cond-mat.str-el hep-lat
Renormalization group flow of quartic perturbations in graphene: Strong coupling and large-N limits
在强库仑耦合和大N(N为费米子味数)限制下,研究了低能石墨烯理论中四次微扰的重整化群流.我们计算的异常尺寸的四次耦合u到下一个领先的顺序在1/N,并找到相关和不相关的方向在空间中的四次耦合。我们讨论了可能的相图和石墨烯物理的相关性。
2008-02-16 cond-mat.str-el hep-th
Quantum critical point in graphene approached in the limit of infinitely strong Coulomb interaction
受石墨烯物理的启发,我们考虑了N个2+1维四分量无质量Dirac费米子通过三维瞬时库仑相互作用的模型。我们表明,在无限强库仑相互作用的限制下,系统接近量子临界点,至少对于足够大的费米子简并。在这种情况下,系统在尺度变换下表现出不变性,在尺度变换中,时间和空间的尺度是不同的。元激发是色散关系为ω ~ p^z的费米子,其中动力学临界指数z依赖于N。在大N的极限下,我们发现z=1-4/(π^2 N)。我们认为,由于数值大库仑耦合,石墨烯(自由悬浮)在真空中停留在附近的尺度不变制度在一个大的动量窗口,最终流动到平凡的固定点在非常低的动量尺度。
2007-06-18 cond-mat.str-el hep-th
Renormalization of the Coulomb interaction in one-dimensional electron systems
利用重整化群方法研究了一维电子系统中非屏蔽库仑相互作用的低能行为。通过应用GW近似,在模型中发现了一个强的波函数重整化,以及费米速度的重整化。根据系统的填充水平,这可能具有显著的影响。有效的耦合仍然限制在任意低的能量,使尽管长程字符的相互作用,该系统仍然属于Luttinger液体普适类。
1998-02-02 cond-mat.str-el hep-ph
Role of the d-f Coulomb interaction in intermediate valence and Kondo systems: a numerical renormalization group study
在考虑$d-f$库仑相互作用的单杂质Anderson模型中,利用数值重整化群方法,得到了磁化率$χ(T)$和比热$C(T)$随温度的变化关系.结果表明,由于这种相互作用的激子效应可以改变相当大的依赖$C(T)$与标准的安德森模型相比,在不太低的温度下,而依赖$χ(T)$仍然是普遍的。计算了与$d-f$相互作用有关的有效杂化参数和$f$能级位置的重正化,与Hartree-Fock近似得到了满意的一致.
2005-12-20 cond-mat.str-el
Many-body effects in graphene beyond the Dirac model with Coulomb interaction
本文致力于发展微扰理论,研究有限尺寸石墨烯片在非零温度和非零化学势下的性质。微扰理论是基于紧束缚哈密顿量和电子间任意相互作用势的微扰理论。计算了在非零温度和化学势下对电子传播子和相互作用势的单圈修正。导出了石墨烯中电子能谱、重整化费米速度和介电常数的单圈公式。
2015-05-29 cond-mat.str-el hep-lat
Coulomb impurity in graphene
我们考虑在干净的石墨烯片中筛选带电杂质的问题。当忽略电子-电子相互作用时,屏蔽电荷的符号与杂质的符号相反,并且局限于杂质附近。电子之间的相互作用使感应电荷密度模糊,产生一个大距离的拖尾,它近似地(但不完全)遵循r^{-2}行为,并且符号与杂质的符号相同。
2007-11-29 cond-mat.str-el hep-th
Fermi velocity renormalization and dynamical gap generation in graphene
在Dirac-cone近似下,研究了由载流子之间的长程库仑相互作用引起的费米速度的重整化,得到了半填充状态下石墨烯中电子激发的有效低能描述.通过求解Dyson-Schwinger方程组的耦合系统,得到相应的费米子传播子中的Dressing函数,并对粒子-空穴极化进行了各种近似,我们观察到费米速度重整化效应通常会导致半金属-绝缘体相变中动态能隙产生和电荷密度波形成的临界耦合的显著增加。
2015-01-12 cond-mat.str-el hep-ph
Importance of on-site interaction in graphene
我们使用Gutzwiller方法来研究石墨烯中原位库仑相互作用的重要性。我们将其应用于Hubbard哈密顿量,研究了石墨烯中由于原位库仑相互作用引起的动能重整化。我们发现,合理的相互作用强度在降低动能方面具有非常弱的效果。因此,我们预测石墨烯中的Brinkmann-Rice金属-绝缘体转变是不可能的。这种效应是根据石墨烯中的高动能来理解的。
2007-12-17 cond-mat.str-el
Effect of weak impurities on electronic properties of graphene: functional renormalization-group analysis
我们考虑了弱杂质对石墨烯电子性质的影响,在功能重整化群的方法。讨论了中性点附近电子自能和态密度的能量依赖关系。取决于杂质的对称性,电子阻尼$Γ$和态密度$ρ$可以基本上偏离由自洽玻恩近似给出的那些。我们调查的交叉从自洽玻恩近似,这是有效的远离中性点的强耦合(扩散)政权附近的中性点的结果。对于杂质,这是对角的,谷和亚晶格指数,我们得到有限的状态密度在费米能级的值,这是远远大于自洽玻恩近似的结果。
2013-11-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Hierarchical Graphene model
分层石墨烯模型是一个简单的玩具模型,它有助于理解超重正化系统中的重整化群流的机制。它基于石墨烯中相互作用电子的模型,朱利安尼和马斯特罗彼得罗对该模型进行了重整化群分析。分层石墨烯模型的分析比石墨烯简单得多,但人们不应该期望它能产生关于真实世界石墨烯的良好定量结果。相反,层次模型是有用的教学工具,以了解重整化群技术的核心概念。在本文中,我们将首先介绍一个模型的电子在石墨烯和建立一个重整化群处理,通过引入其格拉斯曼表示和尺度分解。然后我们定义了层次石墨烯模型并研究了它的重整化群流。从重整化群的角度来看,石墨烯非常简单:它是超重整化的。作为一个更复杂的系统的例子,我们重复了对Kondo模型的分析,这是一个强耦合的模型,具有非平凡的不动点。
2022-06-16 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el math-ph
Functional renormalization group and variational Monte Carlo studies of the electronic instabilities in graphene near 1/4 doping
利用泛函重整化群和变分蒙特卡罗方法研究了近1/4电子掺杂石墨烯的电子不稳定性。一个修改后的FRG实现是用来改善冯霍夫奇异性的治疗。在1/4掺杂时,系统是表现出反常量子化霍尔效应的手征自旋密度波态,或者等效地是陈氏绝缘体。当掺杂偏离1/4时,$d_{x^2-y^2}+i d_{xy}$ Cooper对成为主要的不稳定性。我们的研究结果表明,近1/4的电子或空穴掺杂的石墨烯是一个肥沃的操场上寻找陈绝缘体和超导体。
2012-01-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Optical conductivity renormalization of graphene on SrTiO$_{3}$ due to resonant excitonic effects mediated by Ti 3\textit{d} orbitals
我们提出了一个激烈的重整化的SrTiO $_3$导致在紫外区几乎完全透明的石墨烯的光学电导率的证据。这些发现归因于共振激子效应,并得到了\emph{ab initio} Bethe-Salpeter方程和密度泛函理论计算的进一步支持.石墨烯的($π$,$π$ *)-轨道和SrTiO $_3$的Ti-3 \textit{d} $t_{2g}$轨道具有很强的杂化性,这些轨道上的电子-空穴态相互作用对石墨烯的光学电导率起主导作用.这些相互作用远低于块状SrTiO $_3$的光学带隙。这些结果开启了通过\textit {d}轨道操纵石墨烯中的相互作用强度的可能性,这对于光学应用可能是至关重要的。
2014-12-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Chiral Symmetry Breaking in Graphene
讨论了库仑相互作用是否足以破坏未掺杂石墨烯的亚晶格对称性的问题。我们制定了一个强耦合展开式,其中的库仑哈密顿量的基态被准确地发现和动力学跳跃哈密顿量被视为微扰。我们认为,所产生的系统的许多属性将共享的石墨烯与哈伯德模型相互作用。特别是,最好的候选者亚晶格对称性破缺基态是反铁磁莫特绝缘体。我们讨论了一些数值模拟的结果表明,库仑相互作用确实是亚临界的。我们还指出了一个奇怪的事实,即如果电子没有自旋简并性,那么破坏手征对称性的趋势会大得多,甚至相对较弱的库仑相互作用也可能使光谱出现缺口。
2011-08-19 cond-mat.str-el hep-th
Interaction-induced metallic state in graphene on hexagonal boron nitride
众所周知,库仑相互作用可以增强相互作用粒子的有效质量,因此倾向于在相称填充时有利于局域态。在这里,我们将表明,与这种共识相反,在由石墨烯和六边形氮化硼(h-BN)组成的范德华异质结构中,现场库仑排斥将首先破坏局域态。这是由于现场库仑排斥倾向于抑制由h-BN衬底引起的相邻碳之间的不对称性。我们证实了这一令人惊讶的现象,通过解决现场库仑排斥相干势近似下处理的紧束缚模型,其中跳跃参数来自密度泛函理论计算的基础上的石墨烯/h-BN异质结构。我们的研究结果表明,在石墨烯/h-BN异质结构中实验观察到的无隙态和带隙态都可以在考虑到现场库仑排斥的实际值以及不同的层间距离后得到理解。最后,我们提出了增强带隙态的方法,这对于石墨烯在下一代电子产品中的潜在应用至关重要。此外,我们认为,带隙抑制的多体效应应该发生在其他范德华异质结构。
2016-11-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el