石墨烯：倒蜂窝晶格内的自由电子散射
介观与纳米尺度物理
2019-04-03 v1 材料科学
摘要
石墨烯物理的理论进展在很大程度上依赖于一个简单的近邻紧束缚模型的应用，该模型能够预测这种材料的许多电子性质。然而，包括电子-空穴不对称性以及基本石墨烯纳米结构（例如具有不同边缘终止的纳米带）的详细能带等重要特征超出了这种简单模型的能力。在此我们展示，对于一个基于原子的二维势景观（由单一拟合参数即散射势定义）的单电子态，一个同样简单的平面波解比标准紧束缚模型表现更好，并且在正确再现各种石墨烯纳米结构的详细能带方面与密度泛函理论持平。特别地，我们的方法识别了非金臂状纳米带的三级层次结构，以及悬空锯齿形纳米带的双重简并平带及其由对称性破缺产生的能分裂。本简单的平面波方法对于深入理解石墨烯纳米结构以及其他具有完整或带隙类狄拉克色散的二维材料的电子态和电光性质具有巨大潜力。
引用
@article{arxiv.1808.06034,
title = {Graphene: Free electron scattering within an inverted honeycomb lattice},
author = {Z. M. Abd El-Fattah and M. A. Kher-Elden and I. Piquero-Zulaica and F. J. Garcia de Abajo and J. E. Ortega},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.06034},
year = {2019}
}