石墨烯中的 RKKY 相互作用：对无序和栅极电压的依赖
介观与纳米尺度物理
2012-11-28 v1
摘要
我们报告了石墨烯中 Ruderman-Kittel-Kasuya-Yoshida (RKKY) 相互作用对非磁性无序和栅极电压的依赖关系。首先采用半经典方法推导了清洁石墨烯中 RKKY 相互作用的表达式。由于狄拉克点处的赝能隙，发现未掺杂石墨烯中的 RKKY 耦合与 成正比。接下来，通过数值研究蜂窝晶格上的安德森紧束缚模型，探讨了 RKKY 相互作用如何依赖于非磁性无序强度和栅极电压。我们观察到，沿扶手椅方向的 RKKY 相互作用比其他方向对非磁性无序更具鲁棒性。这一效应可半经典地解释：发现扶手椅方向上两个格点之间存在多条最短路径，这是导致无序敏感性降低的原因。我们还给出了锯齿形和扶手椅方向上 RKKY 相互作用的分布。我们识别出三种不同形状的分布，它们沿锯齿形方向周期性重复；而沿扶手椅方向仅观察到一种且更窄的分布。此外，我们发现随着非磁性无序强度的增加，RKKY 相互作用幅值的分布从具有极长尾的非高斯形状过渡到完全的对数正态分布。发现对数正态分布的宽度随无序强度线性增加，这与解析预测一致。在狄拉克点附近的有限栅极电压下，除了两个狄拉克点之间的干涉产生的振荡外，还出现了 Friedel 振荡。这导致了拍频图案。我们研究了这些拍频图案在掺杂石墨烯中如何受到非磁性无序的影响。
引用
@article{arxiv.1204.5006,
title = {RKKY Interactions in Graphene: Dependence on Disorder and Gate Voltage},
author = {Hyunyong Lee and E. R. Mucciolo and Georges Bouzerar and S. Kettemann},
journal= {arXiv preprint arXiv:1204.5006},
year = {2012}
}