用于非公度二维材料扫描隧道显微镜模拟的莫尔平面波展开模型
介观与纳米尺度物理
2024-11-20 v4
摘要
二维（2D）材料的非公度异质结构尽管具有吸引人的电子行为，但由于缺乏平移对称性而难以模拟。对这些结构的实验研究通常采用扫描隧道显微镜（STM），然而迄今为止尚无全面的理论来模拟此类系统中的 STM 图像。在本文中，我们提出了一种基于几何的方法，用于生成非公度范德华（vdW）异质结构中的 STM 图像，我们称之为莫尔平面波展开模型（MPWEM）。我们使用三项图像项的加权和生成 STM 图像：（1）衬底层的非相互作用 STM 图像，（2）吸附层的非相互作用 STM 图像，以及（3）由（1）和（2）相互作用产生的、通过解析获得的莫尔波矢量的半经验傅里叶展开。我们使用由结构和电子性质各异的晶体组成的选定 vdW 2D 系统对该模型进行说明和基准测试，并表明该方法能重现实验 STM 图像直至埃级细节。MPWEM 由于其简单性，可作为在计算开销更大的计算之前的初始预测工具，后者常受原子数量和周期性超晶胞要求的限制，因此提供了一类有前景的计算友好的 STM 模拟，在与日俱增的扭转电子学领域中具有高度相关性。
引用
@article{arxiv.2310.06535,
title = {Moir\'e plane wave expansion model for scanning tunneling microscopy simulations of incommensurate two-dimensional materials},
author = {Maxime Le Ster and Paweł Dabrowski and Paweł Krukowski and Maciej Rogala and Iaroslav Lutsyk and Wojciech Ryś and Tobias Märkl and Simon A. Brown and Jagoda Sławińska and Krisztián Palotás and Paweł J. Kowalczyk},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.06535},
year = {2024}
}
备注
12 pages, 5 figures (+ supplementary information)