功能化石墨烯谢尔宾斯基地毯分形的电子特性与量子输运
介观与纳米尺度物理
2022-06-08 v3
摘要
石墨烯表面可控功能化的最新进展使得实验上实现复杂的功能化石墨烯纳米结构成为可能，例如谢尔宾斯基地毯（SC）分形。在此，我们分别对由氢和氟功能化图案在石墨烯表面形成的SC分形，即H-SC和F-SC，进行建模。随后，我们揭示了它们的电子特性和量子输运特征。根据总态密度和局域态密度的计算结果，我们发现H-SC和F-SC中的态具有两个特征：（i）由于功能化石墨烯区域的绝缘特性，大约在|E/t|<1（t为近邻跳跃能）内的低能态局域在自由石墨烯区域内部；（ii）F-SC中的高能态有两个特殊的能量范围，包括-2.3<E/t<-1.9，其中空穴仅局域在自由石墨烯区域内，以及3<E/t<3.7，其中电子仅局域在氟化石墨烯区域内。这两个特征通过归一化概率密度的实空间分布得到了进一步验证。我们分析了其量子电导谱的分形维数，发现这些结构中的电导涨落遵循豪斯多夫维数。我们计算了它们的光学电导率，并发现由于吸附的H或F原子，在高能范围内出现了几个额外的电导率峰。
引用
@article{arxiv.2111.01426,
title = {Electronic properties and quantum transports in functionalized graphene Sierpinski carpet fractals},
author = {Xiaotian Yang and Weiqing Zhou and Qi Yao and Pengfei Lv and Yunhua Wang and Shengjun Yuan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.01426},
year = {2022}
}