石墨烯中 Born-Oppenheimer 近似的失效
介观与纳米尺度物理
2015-06-25 v1 材料科学
摘要
Born-Oppenheimer（BO）近似已被证明在广泛金属体系中对于化学反应、分子动力学和声子频率的精确确定是有效的。最近以自由态发现的石墨烯是一种零带隙半导体，当通过施加栅压 Vg 调节费米能量时，它会变成金属。费米能量附近的石墨烯电子具有二维无质量色散，由狄拉克锥描述。在这里，我们表明 Vg 的变化会引起拉曼 G 峰（即区中心 E2g 光学声子）的硬化，这无法在 BO 框架内描述。实际上，E2g 振动导致倒空间中狄拉克锥的刚性振荡。如果电子绝热地跟随狄拉克锥振荡，则不会观察到声子频率的变化。相反，由于费米能级附近的电子动量弛豫远慢于声子运动，电子不跟随狄拉克锥位移。这使得 BO 失效，并导致观察到的声子硬化。BO 的这一惊人失效意义重大，因为自量子力学早期以来，BO 一直是确定晶体振动的基本范式。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0611714,
title = {Born-Oppenheimer Breakdown in Graphene},
author = {Simone Pisana and Michele Lazzeri and Cinzia Casiraghi and Kostya S. Novoselov and Andre K. Geim and Andrea C. Ferrari and Francesco Mauri},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0611714},
year = {2015}
}
备注
15 pages