外加偏压下双层石墨烯中的电子与声子不稳定性
材料科学
2018-09-19 v1
摘要
我们对双层石墨烯的AB与AA结构进行了电子结构与晶格动力学计算。我们研究了外电场的影响，并将不同理论层次所得结果与已有理论和实验结果进行比较。对AB双层施加外场会改变电子能谱，能带在偏压下由抛物线型变为“墨西哥帽”双阱结构。这导致半金属到半导体的相变，且诱导出的电子带隙大小可通过场强调节。子晶格间面内电子电荷不均匀性也表明连续对称性由六方晶格降为三角晶格。当对AB体系开启自旋轨道耦合时，我们发现体带隙减小，并随偏压增大而逐渐增大。在大偏压下，由于层间能量相互作用与耦合相互作用相平衡，能量色散恢复墨西哥帽结构。我们发现外偏压扰动简谐声子谱，并导致面外弯曲ZA与层间呼吸ZO'模的异常行为。对于AA体系，电子与声子色散在偏压下均保持稳定，但声子谱因层间滑移动力学不稳定性而出现区中心虚频模。
引用
@article{arxiv.1809.06555,
title = {Electronic and Phonon Instabilities in Bilayer Graphene under Applied External Bias},
author = {E. Lora da Silva and M. C. Santos and J. M. Skelton and Tao Yang and T. Santos and S. C. Parker and A. Walsh},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.06555},
year = {2018}
}
备注
Submitted to Materials Today: Proceedings (ANM2018)