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无需扭转的平带:周期性多孔石墨烯

介观与纳米尺度物理 2024-04-09 v1 材料科学

摘要

多孔石墨烯(HG)是一种广泛用于合成高纯度和高结晶度材料的石墨烯材料。在这项工作中,我们探索了周期性晶格孔洞的电子性质,展示了具有紧致局域态的平带的出现。结果表明,孔洞破坏了二分亚晶格和反演对称性,诱导出能隙和非零贝里曲率。此外,狄拉克锥从六角形布里渊区(BZ)折叠到HG的多孔超晶格矩形BZ,其尺寸与整数nn乘以石墨烯晶格参数成正比,导致能隙形成的周期性,使得n0n \equiv 0(模3)。同时,如果n±1n \equiv \pm 1(模3),则出现能隙,狄拉克点沿ΓX\Gamma-X路径折叠。还得到了三个中心带的低能哈密顿量,揭示该系统表现为有效的αT3\alpha-\mathcal{T}_{3}石墨烯材料。因此,这里提出了一种简单的协议,可以随意获得平带。已知这种平带会增加电子-电子关联效应。这项工作提供了一种替代系统,比扭转系统更容易构建,以获得高度关联的量子相。

关键词

引用

@article{arxiv.2312.15165,
  title  = {Flat bands without twists: periodic holey graphene},
  author = {Abdiel de Jesús Espinosa-Champo and Gerardo G. Naumis},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2312.15165},
  year   = {2024}
}