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石墨烯中的库仑拖曳:微扰理论

介观与纳米尺度物理 2012-08-07 v2 材料科学

摘要

我们研究了两个紧密放置的石墨烯单层之间的库仑拖曳效应。在弱电子 - 电子相互作用和小层间距极限下(μ1(2),Tv/d\mu_{1(2)}, T\ll v/d),拖曳由以温度 TT 为单位测量的各层化学势 μ1(2)\mu_{1(2)} 的普适函数描述。当两层均调谐至狄拉克点附近时,拖曳系数与化学势的乘积成正比,即 ρDμ1μ2\rho_D\propto\mu_1\mu_2。在低温的相反极限下,拖曳与两个化学势成反比,即 ρDT2/(μ1μ2)\rho_D\propto T^2/(\mu_1\mu_2)。在混合情况下,即两层的化学势属于相反极限 μ1Tμ2\mu_1\ll T\ll\mu_2 时,我们发现 ρDμ1/μ2\rho_D\propto \mu_1/\mu_2。对于更强的相互作用和更大的 dd 值,拖曳系数获得对数修正,不再能用幂律描述。进一步的對數修正源于石墨烯中杂质散射时间的能量依赖性(对于 μ1(2)T\mu_{1(2)}\gg T,这些修正很小,可忽略不计)。在强掺杂(或门控)石墨烯 μ1(2)v/dT\mu_{1(2)}\gg v/d\gg T 的情况下,拖曳系数获得对层间距的额外依赖性,并且如果屏蔽长度小于 dd,我们将恢复通常的费米液体结果。

关键词

引用

@article{arxiv.1110.6359,
  title  = {Coulomb drag in graphene: perturbation theory},
  author = {B. N. Narozhny and M. Titov and I. V. Gornyi and P. M. Ostrovsky},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1110.6359},
  year   = {2012}
}

备注

22 pages, 8 figure, extended version