扭曲双层石墨烯中的点缺陷：密度泛函理论研究

我们使用包含范德华修正的从头算密度泛函理论研究了在其中一个层中引入Stone-Wales缺陷或单空位的扭曲双层石墨烯（TBLG）。我们将这些结果与单层石墨烯或Bernal堆叠石墨烯中的缺陷结果进行比较。缺陷形成的能量对层的堆叠或缺陷产生的具体位置不敏感，表明层间耦合较弱。然而，层间耦合的特征在电子能带结构中清晰显现。对于TBLG中的“γγ” Stone-Wales缺陷，我们观察到两个狄拉克锥在动量空间和能量上都发生了移动。这种能量的上下移动源于两层石墨烯之间的电荷转移以及层间的化学相互作用，其效果类似于横向电场。电荷密度图显示，狄拉克点附近的状态在两层之间有显著的混合。对于TBLG中其他位置的Stone-Wales缺陷，这种基本结构由于在能量交叉处产生微带隙而改变。对于单空位，由于具有不同电子数的两层之间费米能级平衡、电荷转移和化学相互作用的要求，原始层的狄拉克锥向上移动约0.25 eV。两种缺陷都增加了费米能级处的态密度。单空位还导致自旋极化，缺陷处的磁矩为1.2-1.8 μ_B。