甲基功能化石墨烯中的自旋-轨道耦合
介观与纳米尺度物理
2016-01-27 v2
摘要
我们展示了甲基分子在密集和稀疏极限下功能化石墨烯的电子能带结构和自旋-轨道效应的第一性原理计算。密集极限由一个2×2石墨烯超胞功能化一个甲基吸附分子来代表。计算得到的自旋-轨道分裂高达0.6 meV。稀疏极限通过研究一个大的7×7超胞与一个甲基吸附分子推导得出。该超胞的电子能带结构被拟合到一个对称性导出的有效哈密顿量，使我们能够提取特定的跃迁参数，包括内禀、Rashba和PIA（赝自旋反转不对称）自旋-轨道项。这些邻近诱导的自旋-轨道参数的量级约为1 meV，与内禀自旋-轨道耦合约为10 μeV的 pristine 石墨烯相比是巨大的。我们发现这种巨大局部增强的起源是sp³褶皱和局部赝自旋反转对称性的破缺，与氢吸附原子的情况类似。也与氢类似，甲基充当共振散射体，在电荷中性点附近有一个窄的共振峰。我们还计算了类似STM的图像，显示了石墨烯上甲基周围不同能量处的局部电荷密度。
引用
@article{arxiv.1507.02820,
title = {Spin-orbit coupling in methyl functionalized graphene},
author = {Klaus Zollner and Tobias Frank and Susanne Irmer and Martin Gmitra and Denis Kochan and Jaroslav Fabian},
journal= {arXiv preprint arXiv:1507.02820},
year = {2016}
}
备注
9 pages, 10 figures