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带隙石墨烯中的原子坍缩:晶格效应与谷效应

介观与纳米尺度物理 2025-01-28 v1

摘要

我们研究了 gapped graphene 中 KKKK' 谷的原子坍缩现象。库仑杂质在带隙中诱导的束缚态,当电荷超过超临界电荷 ZcZ_c 时演变为原子坍缩共振态。ZcZ_c 随带隙 Δ\Delta 的增大而次线性增加。原子坍缩共振态在 KKKK' 谷中对应能量处呈现峰值,但 KK 谷中强 (弱) 的局部态密度 (LDOS) 峰在 KK' 谷中表现为弱 (强) 的 LDOS 峰,类似于准自旋极化现象。通过对原子坍缩共振态的空间 LDOS 分析,我们为这些共振态分配了具体的原子轨道。值得注意的是,两个 pp 原子轨道的原子坍缩态不再是简并的,而是分裂为两个具有不同方向上 lobes 的态,位于石墨烯平面中。

关键词

引用

@article{arxiv.2501.15049,
  title  = {Atomic collapse in gapped graphene: lattice and valley effects},
  author = {Jing Wang and Xiaotai Wu and Wen-Sheng Zhao and Yuhua Cheng and Yue Hu and Francois M. Peeters},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2501.15049},
  year   = {2025}
}