电致调控的超薄能带与$\pi$电子磁性：于石墨烯纳米带
介观与纳米尺度物理
2024-12-23 v1 材料科学
摘要
原子级薄片上承载平坦电子能带的晶体最近被识别为探索与工程强相关相的丰富场域。然而，这类能带的多样性仍然有限，主要局限于二维莫尔超晶体。本文预测在一维鞍形石墨烯纳米带上形成可逆、电气诱导的超薄能带与电子磁性。我们的 ab initio 计算表明，对这些纳米带施加横向电场，可在费米能级附近产生宽度约为 1 meV 的一对孤立、近乎完美的平坦能带。随后进行电荷掺杂后，这些平坦能带会发生斯通纳-式电子不稳定，导致原本非磁性纳米带边缘自发出现局部磁矩，类似于一维自旋 链。我们的发现拓展了表现出平坦能带的碳基纳米结构类别，为在鞍形石墨烯纳米带上诱导相关电子相提供了新途径。
引用
@article{arxiv.2412.15729,
title = {Electrically-tunable ultra-flat bands and $\pi$-electron magnetism in graphene nanoribbons},
author = {Ruize Ma and Nikita V. Tepliakov and Arash A. Mostofi and Michele Pizzochero},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.15729},
year = {2024}
}