SiC 碳面上石墨烯：氢插层对电子结构的调控
介观与纳米尺度物理
2015-05-27 v1 材料科学
摘要
已有研究表明，SiC(0001)(2×2)C 表面上的首个碳层已展现出类石墨烯的电子结构，在狄拉克点附近具有线性的 π 带。实际上，(2×2)C 重构凭借 Si 吸附原子与 C 剩余原子结构，通过吸附原子/剩余原子间的电荷转移机制，有效钝化了 SiC(0001) 表面。本文采用密度泛函理论计算，研究了界面修饰对该石墨烯层的影响。所考虑的修饰方案灵感来源于扫描隧道显微镜观察到的本征界面缺陷。在每个 4×4 SiC 晶胞（对应 5×5 石墨烯晶胞）中引入一个 H 原子，以饱和一个剩余原子的悬挂键并阻碍吸附原子/剩余原子间的电荷转移。其结果是，石墨烯层被来自衬底的电子掺杂，且与吸附原子态的相互作用略有增强。因此，本征界面缺陷很可能在 C 端 SiC 衬底的掺杂机制中扮演重要角色。我们还得出结论：通过 H 对 SiC 碳面进行有效钝化需要完全去除该重构。否则，与 Si 端 SiC 衬底的情况不同，界面处 H 的存在反而会增强石墨烯与衬底的相互作用。
引用
@article{arxiv.1102.3798,
title = {Graphene on the carbon face of SiC: electronic structure modification by hydrogen intercalation},
author = {F. Hiebel and P. Mallet and J. -Y. Veuillen and L. Magaud},
journal= {arXiv preprint arXiv:1102.3798},
year = {2015}
}
备注
8 pages, 4 figures, accepted for publication in Phys. Rev. B