具有栅极可调带隙的双层石墨烯中施主的电子结合能

在有带隙的双层石墨烯中，与传统半导体类似，库仑杂质（如氮施主）可能决定其电导率的激活能并提供低温跳跃电导率。然而，尽管库仑杂质很重要，但在存在栅极的情况下，其电子结合能$E_b$尚不清楚。为了填补这一空白，我们数值研究了在距离为$d$的顶部和底部栅极以及栅极可调带隙$2\Delta$的BN包裹双层石墨烯中单电荷施主的电子结合能$E_b$。我们表明，对于$10 < d < 200$ nm和$1 < \Delta < 100$ meV，比值$E_b/\Delta$从0.4变化到1.5。由于双层极化屏蔽的主导作用，库仑势阱深度降低到$\sim \Delta$的值，因此比值$E_b/\Delta$接近1。然而，比值$E_b/\Delta$随着$\Delta$的增加而略有下降，在小$\Delta$时下降较快，在大$\Delta$时下降较慢。另一方面，$E_b/\Delta$随$d$缓慢增长，同样在小$\Delta$时增长较快，在大$\Delta$时增长较慢。我们还研究了三角翘曲效应，发现$E_b/\Delta$仅有小幅减小。