石墨烯中的RKKY耦合

我们利用蜂窝晶格上的精确对角化方法，研究了石墨烯中两个磁矩之间由载流子介导的交换相互作用，即所谓的RKKY耦合。通过使用石墨烯的紧束缚最近邻能带结构，我们避免了狄拉克连续模型公式中因动量截断而产生的问题。我们提取了杂质间短程和长程距离行为，并展示了对早期长程结果的若干修正。在体相中，RKKY耦合正比于$1/|{\bf R}|^3$，并呈现$(1+\cos(2{\bf k}_D\cdot {\bf R})$型振荡。A-A子晶格耦合始终为铁磁性，而A-B子晶格耦合始终为反铁磁性，且强度为前者的三倍。我们还研究了锯齿形石墨烯纳米带(ZGNRs)中边缘效应的影响，发现对于边缘上的杂质，由于局域化的零能边缘态，RKKY耦合呈指数衰减。对于ZGNR内部的杂质，体相特征很快恢复。