狄拉克方程对正方形石墨烯量子点电子态与磁性的描述
强关联电子
2008-11-27 v1
摘要
在狄拉克方程的理论框架下，推导了由锯齿形和扶手椅形边缘共同终止的正方形石墨烯量子点（GQD）的电子本征态。我们发现，即使GQD的尺寸减小到几纳米，狄拉克方程仍能高精度地确定其本征能量谱。更重要的是，从狄拉克方程的描述中，我们可以容易地求出共轭表面态的数量和能隙，这些与GQD的磁性密切相关。利用Hartree-Fock平均场方法，我们研究了该正方形GQD中磁有序形成的尺寸依赖性。我们发现，两个锯齿形边缘之间的宽度存在一个临界尺寸，标志着稳定磁有序的开始。另一方面，当该宽度进一步增加时，电中性GQD的磁性基态能量趋于饱和值。这些结果与先前通过第一性原理计算获得的结果相一致。随后，基于关于表面态的狄拉克方程解，我们建立了一个简单的两态模型，能够定量解释正方形GQD中磁有序的尺寸依赖性。
引用
@article{arxiv.0811.4312,
title = {Dirac equation description on the electronic states and magnetic properties of a square graphene quantum dot},
author = {Changlin Tang and Weihua Yan and Yisong Zheng and Guangshe Li and Liping Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:0811.4312},
year = {2008}
}
备注
12 pages, 6 figures