Third nearest neighbor parameterized tight biding model for graphene nano-ribbons
由Reich等人提出的第三近邻紧束缚模型[Phys. Rev. B 66,035412]很好地再现了2D石墨烯片的从头算能带结构。对于带状结构,现有的紧束缚参数组可以成功地解释所有扶手椅型带状结构的半导体行为。然而,他们仍然无法准确地描述带的斜率,而这个特征与电子的群速度和有效质量直接相关。在这项工作中,两个密度泛函理论和紧束缚计算进行,并介绍了一套新的紧束缚参数的第三近邻包括重叠条款。用这个模型得到的结果提供极好的协议与密度泛函理论的预测在大多数情况下的带状结构,即使在高能量区。此外,这套可以诱导电子空穴不对称性,表现在密度泛函理论。相关的结果也证明了扶手椅带的各种宽度,以及锯齿形结构,从而开辟了多尺度模拟的路线。
2017-02-08 cond-mat.mes-hall
Braiding of edge states in narrow zigzag graphene nanoribbons: effect of the third neighbors hopping
采用密度泛函理论(DFT)和紧束缚(TB)方法研究了窄锯齿形石墨烯纳米带(ZGNRs)。这些计算的主要结果是导带和价带的编织,产生非公度波矢量$\vec{k}$的狄拉克锥。采用TB哈密顿量,我们表明,辫子是由第三邻居跳跃(N3)。我们计算了能带结构、态密度和电导,新的电导通道被打开,费米能级处的电导假设为量子电导单位$G_{o} = 2e^{2}/h$的整数倍.我们还调查了这些ZGNRs的斯通纳标准的满意度。我们使用LSDA(自旋不受限制的DFT)计算的基本状态的磁性,我们确认,ZGNRs与$N=(2,3)$不满足斯通纳标准,因此磁秩序不能在其边缘开发。这些结果通过紧密结合和LSDA计算得到证实。
2018-04-17 cond-mat.mes-hall
Conductivity of Graphene with Resonant Adsorbates: Beyond the Nearest Neighbor Hopping Model
石墨烯上的吸附物可以产生共振,导致有效的电子散射,并强烈影响电子电导率。因此,这些共振的适当描述是很重要的,以获得一个很好的洞察他们对电导率的影响。共振的特性,特别是它的T-矩阵取决于吸附物本身,但也取决于石墨烯的电子结构。在这里,我们表明,一个适当的紧束缚模型的石墨烯,其中包括跳跃超过最近邻导致相当大的修改的散射特性相对于最常用的最近邻跳跃模型。我们比较了跳跃超越最近的邻居,我们最近的工作物理学。113,146601(2013)。我们的结论是,在我们最近的工作中讨论的普遍性质是不变的,但与实验的详细比较需要一个足够精确的紧束缚模型的石墨烯层。
2014-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical conductivity and resonant states of doped graphene considering next-nearest neighbor interaction
次近邻相互作用(NNN)被包括在掺杂石墨烯的电子光谱和电导率的紧束缚计算中。结果,我们观察到的电导率行为的变化很大,因为费米能和共振峰的位移量不相同。这种效应可以在将石墨烯的最小导电性解释为杂质或缺陷的结果的想法中具有深远的影响。最后,我们还估计了平均自由程和弛豫时间,由于共振杂质散射。
2011-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of next-nearest neighbor coupling on the optical spectra in bilayer graphene
我们研究的双层石墨烯(BLG)的光学电导率的依赖关系的层内和层间的相互作用,使用最完整的模型。我们发现,下一个最近的邻居层内耦合引入了新的功能,在低能量的光谱是高度敏感的样品掺杂,显着改变的“通用”电导。此外,其与层间耦合的相互作用导致在紫外范围内的电导的各向异性。我们建议,本征和掺杂BLG的光学电导率的实验测量将提供一个很好的基准内和层间耦合在不同的掺杂水平的相对重要性。
2009-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Accurate determination of electron-hole asymmetry and next-nearest neighbor hopping in graphene
次近邻跳跃项t'决定了石墨烯中几种现象的大小和重要性,这些现象包括由于断裂的键引起的自掺杂和在t'存在下不再完美的克莱因隧穿。理论估计的t'变化很大,而一些现有的测量,通过使用偏振分辨磁谱已经发现了令人惊讶的大t',接近或甚至超过最高的理论值。在这里,我们报告了通过使用高质量电容设备对石墨烯中的态密度进行的专门测量。态密度表现出明显的电子-空穴不对称性,随能量线性增加。该行为产生约-0.30 eV +-15%的t',与理论估计的高端一致。我们讨论了电子-电子相互作用在确定t'和概述的现象,可以影响这样一个大的值的t'的作用。
2013-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-energy Landau levels in graphene beyond nearest-neighbor hopping processes: Corrections to the effective Dirac Hamiltonian
该研究针对石墨烯高能朗道能级理论与实验的差异,采用含长程跃迁的紧束缚模型,通过数值递归与解析推导结合第三近邻跃迁的方法,得到一致的朗道能谱,还分析了无序的影响。
2022-10-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Critical wave functions in disordered graphene
为了阐明掺杂石墨烯中非定域态的存在,进行称为逆参与比的波函数矩的标度分析。所使用的模型是一个紧束缚哈密顿考虑最近和次最近的邻居与随机替代杂质。我们的研究结果表明,非归一化的波函数,遵循一个关键的(幂律)衰减,这是金属和绝缘行为之间的存在。幂律指数分布对于包含次近邻和增加系统大小具有鲁棒性。
2012-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Symmetry constraints on phonon dispersion in graphene
考虑到所施加的晶格对称性的约束,我们计算的声子色散的第一,第二,和第三最近的邻居之间的相互作用的Born-von Karman模型的框架中的石墨烯。平面外(弯曲)模式色散的解析表达式给出了非零声速。四个面内模的色散由耦合方程确定。的力常数的值被发现在拟合与频率在临界点和弹性常数在石墨上测量。
2008-02-07 cond-mat.mes-hall
Electron-phonon bound state in graphene
研究了电子-光学声子耦合诱导的石墨烯中狄拉克能谱在声子发射阈值附近的精细结构。导出的新的色散方程在附近低于声子阈值对应于电子-声子束缚态。我们发现微扰理论之外的奇异顶点修正强烈地增加了电子-声子结合能。预测的有效电子-声子耦合的增强可以使用角分辨光谱测量。
2012-01-13 cond-mat.mes-hall
Interlayer coupling in rotationally faulted multilayer graphenes
本文综述了旋转缺陷多层石墨烯电子结构的理论模拟研究进展。在这些系统中,相邻层的晶轴未对准,使得层堆叠不会发生在三维石墨中观察到的Bernal结构中,并且经常在剥离的双层石墨烯中发现。值得注意的是,旋转断层石墨烯通常存在于其他形式的多层石墨烯中,包括在${\rm SiC \, (000 \bar 1)}$上热生长的外延石墨烯、通过化学气相沉积生长的石墨烯、折叠的机械剥离的石墨烯和沉积在石墨上的石墨烯薄片。旋转故障实验与相干单粒子层间运动的能量尺度的强烈减少。这种减少的微观基础及其后果引起了本综述中强调的几个小组的重大理论关注。
2011-09-09 cond-mat.mes-hall
Local Moment Formation by Vacancies in Mono-layer Graphene
我们采用格林函数方法研究了单层石墨烯中空位诱导的准定域磁矩的形成,从狄拉克哈密顿量开始,只关注π轨道,涉及最近邻(NN)(t)和中等第二邻(SN)(t' < t/3)跳跃积分。空位缺陷是由现场扰动势的哈密顿量的增加建模。我们发现,当(t '/t)<< 1时,由于空位诱导的强标量势,空位诱导的零能π态(零模态(ZMS))不占据少数子晶格(ZMS进入多数子晶格),而当(t'/t)增大时,ZMS受到一定程度的抑制。这表明,不仅费米能远离线性色散狄拉克点的位移,这种拓扑局域化的问题也取决于比值(t '/t)。此外,当存在空位时,形成围绕空位的碳三角形的三个最近邻碳原子中的每一个的三个sp2杂化σ态接近费米能(EF)。这些σ电子和占据π态自旋的剩余电子之间的洪德耦合使π态极化,导致接近EF的局部磁矩形成。由于费米能级处的系统具有低电子密度,因此对这种磁矩的屏蔽很差。这可能导致这种空位诱导时刻的高居里温度。
2012-05-06 cond-mat.mes-hall
Graphene quantum dots: Beyond a Dirac billiard
我们提出了现实的模拟弹道石墨烯量子点的线性尺寸为10至40 nm的量子限制效应。我们确定的波函数和能级的统计存在的障碍造成的边缘粗糙度,电荷杂质,或短程散射。我们发现最近邻能级间距对边缘粗糙度有非常稳定的依赖关系,这表明可以用测量的库仑阻塞峰的分布来表征器件的粗糙度。
2008-08-23 cond-mat.mes-hall
Intervalley scattering of graphene massless Dirac fermions at 3-periodic grain boundaries
我们研究了低能量载流子如何从周期性和线性石墨烯晶界上散射,这些晶界沿着锯齿形方向取向,其周期性是原始石墨烯的三倍。这些缺陷将两个狄拉克点映射到同一位置,从而允许谷间散射发生。从石墨烯的第一近邻紧束缚模型开始,我们展示了如何计算石墨烯的无质量狄拉克费米子在这样的晶界上所看到的边界条件。我们举例说明这个过程的3周期五边形只有晶界,然后计算出低能电子散射这个线性缺陷。我们还计算了在晶界区域的狄拉克费米子看到的有效广义势。
2016-10-22 cond-mat.mes-hall
The optical conductivity of graphene in the visible region of the spectrum
我们计算石墨烯的光学电导率超出通常的狄拉克锥近似,给出的结果是有效的,在可见光区的电导率光谱。最后讨论了次近邻希望算法的效果。利用光学电导率的完整表达式,给出了透射系数和反射系数。我们发现,即使在光学制度的狄拉克锥近似的修正是令人惊讶的小(百分之几)。我们的结果有助于解释Nair { \it et al.}报道的实验结果。[Science { \bf 320},1308(2008)]。
2008-08-27 cond-mat.mes-hall
Flat Bands in Slightly Twisted Bilayer Graphene
石墨的能带对改变电子结构的拓扑缺陷极其敏感。在本文中,我们发现不超过10毫电子伏的费米能在轻微扭曲的双层石墨烯的非色散平坦带作为从双层石墨烯的抛物线色散的特征线性色散的石墨烯的过渡的签名。这种转变发生在围绕$1.5^o$的层的相对旋转角度,并且与层解耦的过程有关。我们已经进行了从头计算,以开发一个紧束缚模型与层之间的相互作用哈密顿量,其中包括所有原子的$π$轨道,并考虑到一个层内的第三近邻的相互作用。
2010-12-20 cond-mat.mes-hall
Localized States at Zigzag Edges of Multilayer Graphene and Graphite Steps
我们报道了位于$N$层石墨烯之字形边缘的零能表面态的存在。紧束缚近似下,并使用最简单的最近邻模型,我们推导出这些奇特的表面态的波函数的解析解。结果表明,多层石墨烯中的零能边缘态可以分为三个家族:(i)仅存在于单个平面上的态,相当于单层石墨烯中的表面态;(ii)在堆叠的最后两层或前两层上具有有限振幅的态,相当于双层石墨烯中的表面态;(iii)在三个连续层上具有有限振幅的态。多层石墨烯的边缘状态被证明是强大的列入下一个最近的邻居层间跳跃。我们概括的边缘状态的解决方案的情况下,石墨台阶锯齿形边缘,并表明,通过扫描隧道显微镜和光谱石墨步骤测量的边缘状态属于上述家庭(i)或(ii),取决于顶层的方式被切断。
2008-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Collective Modes of Massive Dirac Fermions in Armchair Graphene Nanoribbons
采用pz轨道紧束缚模型和第三近邻(3nn)耦合,研究了原子宽度为N = 5的本征和非本征扶手椅型石墨烯纳米带的等离激元色散特性.耦合参数是通过将3nn色散拟合到扩展的休克尔理论的色散来获得的。由此产生的大质量狄拉克费米子系统具有带隙E_g \approx 64 meV。非本征等离子体色散关系被发现接近一个共同的色散曲线的化学势$μ$增加,而本征等离子体色散关系被发现有能量和动量阈值。我们还报告了一个分析模型的外在等离子体群速度在q \rightarrow 0限制。
2012-04-23 cond-mat.mes-hall
Electronic structure of multilayer graphene
我们使用$π$轨道连续模型研究了多层石墨烯的电子结构,该模型考虑了最近邻层内和层间隧穿效应。利用简并态微扰理论,我们证明了任意堆叠的石墨烯多层膜的低能电子结构由具有守恒的手征性和的手征性赝自旋二重峰组成。
2011-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The effect of nearest neighbor spin-singlet correlations in conventional graphene SNS Josephson junctions
利用自洽紧束缚Bogoliubov-de Gennes方法,研究了最近邻自旋-单重键(SB)关联对石墨烯SNS约瑟夫森结与常规s波超导接触中的约瑟夫森耦合和邻近效应的影响.尽管接触中的s波超导状态,结内的SB配对状态具有d波对称性,并且干净,尖锐的界面结类似于“体块遇到体块”的情况,两个不同的超导状态之间的相互作用非常小。事实上,由于超导态的有限尺寸抑制,为了在结中实现SB配对,需要比体中更强的SB耦合常数。对于短的干净的锯齿形和扶手椅结,选择与s波状态具有零约瑟夫森耦合的d波状态,因此当SB配对状态在这些结中发展时,约瑟夫森电流减小。在更现实的结中,在界面处具有更平滑的掺杂分布和原子尺度的无序,可以实现接触s波状态和SB d波状态之间的一些耦合。此外,通过破坏界面处的适当晶格对称性以诱导另一个d波状态,可以实现非零约瑟夫森耦合,这导致约瑟夫森电流的大幅增加。我们还报告的LDOS的交界处和缺乏零能量状态的接口,尽管非常规的序参量,我们归因于两个d-波的解决方案和他们的混合在一个一般的接口附近的简并。
2009-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Generalizing the Fermi velocity of strained graphene from uniform to nonuniform strain
应变引起的狄拉克点位移的相关性,以获得适当的各向异性费米速度的应变石墨烯被证明。然后,通过详细研究均匀应变的极限情况,对现有的有效狄拉克哈密顿量进行了严格的修正。一个有效的狄拉克哈密顿量的非均匀应变,从而报告,它考虑到所有的应变引起的影响:最近邻跳跃参数的变化,倒易晶格变形和真实的位移的狄拉克点。因此,赝磁场可以用依赖于位置的狄拉克锥来解释,而复杂的规范场则是依赖于位置的费米速度的结果。此外,位置相关的费米速度对旋量波函数的影响被认为是有趣的情况下的变形,如弯曲模式。
2015-08-29 cond-mat.mes-hall
Tight-binding couplings in microwave artificial graphene
我们实验研究了微波在由介质谐振器制成的人工蜂窝晶格中的传播。这种倏逝波传播可以用紧束缚模型很好地描述,非常像电子在石墨烯中的传播。我们测量态密度,以及与每个本征频率相关的波函数。通过改变谐振器之间的距离,可以调制次近邻跳跃参数的幅度,并研究它们对态密度的影响。主要的影响是态密度变得不对称和狄拉克点的能量的移动。我们研究了基本元素:隔离谐振器、两能级系统和正方形晶格。我们的观测结果与相应无限格点的解析解符合得很好。
2013-10-02 cond-mat.mes-hall
Phonon dispersion in graphene
考虑到晶格对称性的约束,在Born-von Karman模型的框架下计算了第一和第二近邻相互作用下石墨烯的声子色散.对于只由两个力常数决定的面外(弯曲)模式以及具有四个力常数的面内模式,得到了解析表达式。的力常数的值被发现在拟合的弹性常数和拉曼频率在石墨中观察到的。
2007-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Interlayer Coupling and Strain Localization in Small-Twist-Angle Graphene Flakes
扭曲双层石墨烯(TBG)具有广泛的物理性质,如超导性、铁磁性和超润滑性。根据扭曲角,周期性莫尔超晶格在扭曲的双层石墨烯中形成,具有不均匀的层间耦合和晶格变形。对于小的扭转角(通常<2°),每个莫尔超晶胞包含大量的原子(> 10,000),这使得第一原理和原子建模的计算成本很高。在这项工作中,基于连续介质模型的有限元方法被用来模拟非均匀层间和层内扭曲的石墨烯片在刚性石墨烯衬底的变形。石墨烯层之间的范德华相互作用由周期性势能函数描述,而石墨烯薄片被视为具有有效弹性性质的连续膜。我们的模拟结果表明,结构弛豫和诱导的应变本地化是最显着的在一个相对较大的石墨烯片在小的扭转角,其中的应变分布是高度本地化的剪切应变孤子沿相邻域之间的边界相称的AB堆叠。此外,还发现在特定的扭转角下,存在许多亚稳态平衡构型,这取决于薄片的尺寸。因此,扭曲双层石墨烯的非线性力学对于理解莫尔超晶格中的应变分布以及应变对其他物理性质的影响至关重要。
2022-06-06 cond-mat.mes-hall
Quantum mechanical analysis of nonlinear optical response of interacting graphene nanoflakes
提出了一种基于距离近邻量子力学(DNQM)的方法来研究石墨烯纳米片(GNF)的线性和非线性光学性质。与广泛使用的仅考虑原子之间最近邻耦合的电子态的紧束缚描述相比,我们的方法更准确和通用,因为它捕获了结构中所有原子之间的电子-核心相互作用。因此,正如我们所证明的,DNQM方法可以研究两个紧密分离但化学上未结合的GNF之间的光耦合。我们还发现,GNF的光学响应关键取决于它们的形状,大小和对称性。具体而言,增加纳米片的尺寸被发现将其容纳的量子等离子体激元振荡转移到较低的频率。重要的是,我们表明,通过将腔体嵌入GNF,可以改变它们的对称性,调整它们的光学特性,或者使禁止的二次谐波产生过程。
2017-12-18 cond-mat.mes-hall physics.optics
Valley filtering by a line-defect in graphene: quantum interference and inversion of the filter effect
谷值滤波器对于任何利用谷值自由度的设备都是至关重要的。通过使用原子模型,我们分析了导致石墨烯中的线缺陷产生的谷滤波的机制,并展示了如何通过外部手段来反转它。由于模式分解应用于紧束缚模型,我们可以解决在k空间中的不同的传输通道,同时保持一个简单而准确的描述的能带结构,无论是接近和远离狄拉克点。这允许理解导致电导降低的狄拉克点的p侧上的相消干涉效应(Fano共振或反共振)。我们表明,在附近的这个功能的谷过滤可以通过改变与栅极电压的职业逆转,该机制是解释在一个山谷依赖的Fano共振分裂。我们的研究结果为石墨烯基器件中谷传输的增强控制打开了大门。
2016-09-19 cond-mat.mes-hall
Strong electron-phonon coupling in the sigma band of graphene
石墨烯中电子-声子耦合的第一性原理研究预测$σ$带的高耦合强度,其中$λ$值高达0.9。在$σ$带的顶部附近,发现$λ$是$\approx 0.7$。该值与最近观察到的角分辨光电子能谱在$σ$带色散中的扭结一致。虽然来自$σ$带的光电发射强度由于亚晶格干涉而受到矩阵元素的强烈影响,但是对于在第一布里渊区和相邻布里渊区中获取的数据,这些效应显著不同。这可以用来解开矩阵元素和电子-声子耦合的影响。严格的分析实验确定的复杂的自能使用Kramers-Kronig变换进一步支持分配所观察到的扭结强的电子-声子耦合,并产生一个耦合常数$0.6(1)$,在极好的协议与计算。
2016-07-04 cond-mat.mes-hall
Competing charge-density-wave, magnetic and topological ground states at and near Dirac points in graphene in axial magnetic fields
在轴向磁场的存在下,可以在故意弯曲的单层石墨烯中实现,准相对论性狄拉克费米子可能会发现自己处于各种对称性破缺相,即使是弱相互作用。通过详细的Hartree自洽数值计算,在有限应变的圆柱形和开放边界的石墨烯中,我们建立了在弱最近邻排斥存在下实现无自旋费米子的电荷密度波序的可能性.这种不稳定性引起的平均费米子密度的交错模式之间的体和边界的系统,以及两个子晶格的石墨烯,由于空间分离的零能态本地化相对的子晶格。虽然费米子自旋恢复,一个非常规的磁秩序驱动的现场排斥,可能会导致主导的狄拉克点的不稳定性,提出的电荷密度波秩序仍然可以实现在有限的掺杂,这总是伴随着有限的铁磁矩。此外,电荷密度波相支持量子化的电荷或自旋霍尔电导率时,其形成远离狄拉克点进一步之前分别由拓扑异常或自旋霍尔绝缘体的外观。例如,应变石墨烯中的拓扑有序可以通过弱的第二近邻排斥来支持。因此,取决于库仑相互作用的各种短程分量的相对强度,可以在应变石墨烯中的零能量流形内实现多个对称性破缺相。
2014-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electron transport through symmetrical junctions of semimetal graphene ribbons
基于最近邻紧束缚模型,给出了低能电子输运通过两个半金属扶手椅带对称结的解析描述。结果表明,在中性点附近,除了由3 p-1和3 p +5二聚体线组成的带结处(p/2为奇数)外,都存在透射抑制。与其他互连不同,这些化合物被证明是免费的,甚至在结界面处产生的本地水平,并表现出电子背散射成反比的平方p+1。
2009-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Emergent scale invariance of non-classical plasmons in graphene nanoribbons
利用最近邻紧束缚模型,我们研究了锯齿形和扶手椅形边缘终端的几纳米宽石墨烯纳米带上等离子体的量子效应。从狄拉克描述的洞察力,我们发现一个新兴的标度不变的行为,偏离经典模型的锯齿形和扶手椅结构。偏离的开始可以与能带结构中最低抛物线带的位置有关。狄拉克理论仅在参数子空间中有效,其中尺度不变性保持将具有高掺杂的窄带与具有低掺杂的宽带联系起来。我们还发现,锯齿形带状的边缘状态引起的等离子体的蓝移,与早期的研究结果石墨烯纳米盘和纳米三角形。
2018-07-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Collective Edge Modes of a Quantum Hall Ferromagnet in Graphene
我们推导出一个有效的场论模型的一维集体模式与畴壁在量子霍尔铁磁态,实现在封闭的石墨烯系统在零填充。为此,我们考虑在塞曼场的扭结附近形成的量子自旋梯与相邻自旋极化二维环境的自旋涨落的耦合。它示出,特别是,这种耦合可能会引起各向异性的交换耦合的腿的梯子。此外,我们证明了铁磁自旋1/2阶梯,受到一个扭结磁场,可以映射到一个反铁磁自旋链在零磁场。
2012-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
RKKY coupling in graphene
我们研究了载体介导的交换相互作用,即所谓的RKKY耦合,在石墨烯中使用精确对角化的蜂窝晶格上的两个磁矩之间。通过使用石墨烯的紧束缚最近邻能带结构,我们避免了使用困扰狄拉克连续模型公式化结果的动量截止。我们提取的短和长的杂质-杂质距离的行为,并显示了几个更正早期的长距离的结果。在体中,RKKY耦合与$1/|{\bf R}|^3$成比例,并显示$(1+\cos(2{\bf k}_D\cdot {\bf R})$型振荡。A-A亚晶格耦合总是铁磁的,而A-B亚晶格耦合总是反铁磁的,并且是三倍大。我们还研究了锯齿形石墨烯纳米带(ZGNRs)的边缘效应,发现对于边缘上的杂质,RKKY耦合由于零能边缘态的局域化而呈指数衰减。对于ZGNR内部的杂质,快速恢复本体特性。
2010-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polaronic signatures and spectral properties of graphene antidot lattices
我们探索了石墨烯反点晶格(石墨烯纳米网)中电子-声子(e-ph)耦合的结果,即,在石墨烯片中的圆形孔(反点)的三角形超晶格。它们显示直接带隙,其大小可以通过反点的大小和密度来控制。石墨烯的这些半导体对应物中的相关耦合机制是由于晶格畸变(Peierls型e-ph耦合)引起的最近邻电子跳跃积分的调制。我们计算了一些有代表性的antidot晶格的e-ph顶点函数的全动量依赖性。基于后者,我们讨论了先前发现的大导带准粒子谱权重由于e-ph耦合的起源。此外,我们研究了非零动量准粒子的性质与援助的自洽玻恩近似,产生的结果,可以与未来的角度分辨光电能谱测量。我们的主要发现是一个显着的e-ph质量增强,极化行为的指示。这可以归因于这些窄带系统中e-ph相互作用的特殊动量依赖性,这有利于小声子动量散射。我们还讨论了我们的研究最近制造的大周期石墨烯反点晶格的影响。
2010-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Electron localization in disordered graphene: multifractal properties of the wavefunctions
通过数值多重分形分析,对掺杂石墨烯中的电子局域化特性进行了分析。通过得到紧束缚模型的奇异谱,发现电子波函数呈现多重分形行为。这种多重分形甚至对于第二近邻相互作用也是保留的,如果需要与实验结果进行比较,则需要考虑到这一点。随着杂质浓度的增加,靠近狄拉克点的态比远离狄拉克点的态具有更宽的多重分形特征。分析的结果可以得出结论,在分裂带的限制,杂质作为空缺,该系统可以很好地描述了一个手性正交对称类,与奇异谱过渡接近冻结无序增加。这也表明,在掺杂的石墨烯中,局域化与二维中的安德森局域化的传统图像相反,也表明二维系统中不存在量子逾渗的共同信念需要修正。
2013-06-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Hamiltonian decomposition for bulk and surface states
我们证明了一个紧束缚哈密顿与最近和次最近邻跳跃积分可以分解成一个一般的晶格系统中的体积和边界部分。的哈密顿分解表明,下一个最近的邻居跳跃引起相当大的变化,即使修正的体态的能谱的表面状态的能谱是可以忽略不计的。通过对石墨烯系统边缘态的哈密顿分解,我们证明了次近邻跳跃稳定了边缘态。
2008-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Saddle point anomaly of Landau levels in graphenelike structures
研究了在外加有理磁场(H)中的紧束缚模型,我们发现在石墨烯中存在非常不寻常的朗道能级,其位置紧邻鞍点(M点)能量λ_M。在$ε_M$附近的朗道能级被展宽成窄带(即使在相对较弱的磁场~40-53 T中),其最大宽度达到两个相邻朗道能级之间的能量间隔的0.4-0.5,尽管在所有其他能量下朗道能级的宽度实际上为零。根据半经典方法,在K_M处的宽朗道能级或磁迷你带是所谓的自相交轨道的表现,表示从包围$Γ$点的半经典轨道到包围动量空间中的K点的轨道的突然转变。值得注意的是,鞍点几乎不影响石墨烯的抗磁响应,这主要是由费米能ε_F附近的电子态引起的。在实验上,朗道能级加宽的效应可能在扭曲的石墨烯中观察到,其中两个鞍点奇点可以接近费米能。
2021-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of the Room-Temperature QHE in Graphene
石墨烯中不寻常的量子霍尔效应(QHE)经常被讨论为狄拉克费米子以线性色散关系运动。同样的现象将用更传统的复合玻色子来解释,它们以线性色散关系运动。“电子”(波包)在蜂窝晶格的[1,1,0,c轴] = [1,1,0]方向上比垂直于蜂窝晶格的方向更容易移动,而“空穴”在[0,0,1]方向上更容易移动。由于“电子”和“空穴”在不同的通道中移动,因此数量密度可以很高,特别是当费米表面具有“颈”时。强QHE来自于“颈”费米面附近的声子交换吸引。霍尔电导率和伴随的电阻率下降所观察到的平台是由于c玻色子的玻色-爱因斯坦凝聚,每个c玻色子通过声子交换吸引由一对单电子-双通量c费米子形成。
2016-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electronic Transport in Disordered Bilayer and Trilayer Graphene
在单电子紧束缚模型的框架下,对双层和三层石墨烯的电子输运性质进行了详细的数值研究。各种类型的障碍被认为是,如共振(氢)杂质,空位,短期或长期的高斯随机电位,和高斯随机最近邻跳跃。该算法基于含时薛定谔方程的数值解,并应用于计算包含数百万个原子的大样本的态密度和电导率(通过久保公式)。在所考虑的情况下,离中性点足够远,取决于无序的强度和堆叠顺序,发现线性或次线性电子密度依赖的电导率。(每层)在电荷中性点处对于双层和三层石墨烯是相同的,与杂质的类型无关,但是在中性点附近的最小电导率的平台仅在存在源于杂质带的形成的谐振杂质或空位的情况下观察到。
2010-12-31 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Optical conductivity of disordered graphene beyond the Dirac cone approximation
本文在狄拉克锥近似下系统地研究了无序石墨烯的光学电导率和态密度。在全π带紧束缚模型的框架下,利用Kubo公式计算了石墨烯的光学电导率.考虑了不同类型的非相关和相关无序,如随机或高斯势,随机或高斯最近邻跳跃参数,随机分布的空位或它们的团簇,以及随机吸附的氢原子或它们的团簇。对于足够大的浓度的共振杂质,一个新的峰值的光学电导率被发现,与中间带隙状态和主π带的范霍夫奇点之间的跃迁。我们进一步讨论了掺杂对光谱的影响,并发现少量的共振杂质足以获得光谱的红外部分中的电导率的背景贡献,与最近的实验一致。
2011-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph