掺杂石墨烯中短程电子 - 电子相互作用的影响

我们在理论上研究了存在单取代杂质的情况下，短程电子 - 电子相互作用对石墨烯电子结构的影响。我们的计算方法基于石墨烯的 $\pi$ 轨道紧束缚近似，并在平均场 Hubbard 模型层面自洽地处理电子 - 电子相互作用。我们明确比较了不同相互作用强度和杂质势强度下的非相互作用情形与相互作用情形。我们特别关注相互作用引起的杂质周围局域态密度的变化，这是一个可以通过掺杂石墨烯的扫描隧道谱直接探测的量。我们发现，费米能级附近的杂质态的共振特性因相互作用而增强。此外，掺杂后在超胞布里渊区高对称点处打开的能隙大小也受到相互作用的显著影响。这一效应的细节微妙地依赖于超胞几何结构。我们使用微扰模型来解释这些特征，并发现其与数值结果定量一致。