具有吸附原子和分子的石墨烯纳米带中的狄拉克点共振、输运带隙和电导量子化
介观与纳米尺度物理
2011-06-29 v2
摘要
我们基于从扩展Hückel理论导出的紧束缚模型，展示了具有吸附H、F、OH和O的石墨烯纳米带中的电子量子输运计算。吸附物和石墨烯的弛豫原子几何结构使用密度泛函理论计算。我们的模型包括了当H、F、OH或O与石墨烯共价键合时，石墨烯从sp2到sp3电子结构发生的局部再杂化效应。它捕捉了这些吸附物存在下石墨烯狄拉克点附近诱导的散射共振的物理机制。我们发现这些狄拉克点共振在具有这些吸附物的纳米带的量子输运中起主导作用：即使在低吸附物浓度下，纳米带的电导也被强烈抑制，并且在电子费米能量接近共振时出现输运带隙。对于H，输运带隙中心非常接近狄拉克点能量；对于F和OH，位于其下方；对于O，位于其上方。我们预测，在适当条件下，具有这些吸附物种的纳米带将表现出等高的量子化电导台阶，类似于Lin等人[Phys. Rev. B 78, 161409 (2008)]在中等低温下观察到的现象，即使对于电导比2e2/h小几个数量级的纳米带也是如此。
引用
@article{arxiv.1008.4111,
title = {Dirac Point Resonances, Transport Gaps and Conductance Quantization in Graphene Nanoribbons with Adsorbed Atoms and Molecules},
author = {S. Ihnatsenka and G. Kirczenow},
journal= {arXiv preprint arXiv:1008.4111},
year = {2011}
}
备注
This paper has been withdrawn by the authors. This paper has been combined with 1008.4110 and published as Phys. Rev. B 83, 245442 (2011)