三层石墨烯中栅极可调的直接与逆电卡效应
介观与纳米尺度物理
2021-01-11 v1 量子物理
摘要
电卡（EC）效应是材料在绝热电场变化下温度和/或熵的可逆改变。我们结合费米统计的紧束缚计算表明，EC效应对连接热源的三层石墨烯（TLG）结构的堆垛排列敏感，并由外栅电场施加于外层石墨烯时费米能级附近电子态密度（DOS）的变化产生。我们证明AAA堆垛TLG呈现逆EC响应（制冷），而ABC堆垛TLG中的EC效应保持直接（加热），与所施加栅电场势强度无关。我们另揭示具有Bernal-ABA堆垛几何的TLG在同一样品中产生逆和直接EC响应，关联于有限温度下的栅依赖电子熵转变。通过将化学势变至不同费米能级，我们发现DOS的极大和极小位于电子熵极值附近，其与每粒子微分熵的符号变化相关，为每种TLG几何给出特定的可实验测量的电子熵谱。量子二维层状系统中的EC效应可能带来种类繁多的原型范德瓦耳斯材料，可用作现代便携式片上技术所需纳米尺度电子器件中控制温度的通用平台。
引用
@article{arxiv.2101.03062,
title = {Gate-tunable direct and inverse electrocaloric effect in trilayer graphene},
author = {Natalia Cortés and Oscar Negrete and Francisco J. Peña and Patricio Vargas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.03062},
year = {2021}
}
备注
11 pages, 10 figures