石墨和石墨烯中的高能激子效应

我们基于第一性原理多体计算，研究了块体石墨、石墨烯和双层石墨烯的光学吸收。通过在GW准粒子电子结构之上求解Bethe-Salpeter方程，包含了电子-空穴相互作用。对于所有三种体系，我们在高能区域（远超出π→π*跃迁连续谱）观察到了强烈的激子效应。在石墨中，这些效应影响了σ→σ*跃迁的起始点。在石墨烯中，我们预测了一个由偶极禁戒跃迁的背景连续谱产生的、位于8.3 eV的激子共振峰。在双层石墨烯中，该共振峰移至9.6 eV。我们对石墨的计算结果与实验吻合良好。