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菱方三维石墨烯中温度诱导的库仑激发

材料科学 2021-12-14 v3 介观与纳米尺度物理

摘要

采用紧束缚模型研究了 ABC 堆垛石墨的低能电子性质。存在有简并与无简并的线性与抛物线能带。它们表现出强烈的各向异性色散。ABC 堆垛石墨由于导带与价带在费米能级附近的轻微交叠而呈半金属性。层间相互作用可改变能带色散、态简并度以及能带交叉与带边态的位置。态密度因高对称点附近或之上的带边态而呈现肩状结构。进一步在随机相位近似内研究了具有不同转移动量 (q{\bf q}'s) 的低频库仑激发性质。在平行转移动量 (qz^{\bf q}\perp \hat z) 下朗道阻尼过于严重,因此无法观测到三维光学等离激元。然而,即便对于垂直转移动量 (qz^{\bf q}\parallel \hat z),也必需热激发的完全辅助才能沿 zz 轴诱导集体电荷振荡。能量损失谱中温度诱导等离激元峰的高度与位置随温度升高而显著增强,但对不同转移动量依赖较弱。这些特征与 AA 和 AB 堆垛石墨非常不同。

关键词

引用

@article{arxiv.1812.11050,
  title  = {Temperature-induced Coulomb excitations in rhombohedral 3D graphene},
  author = {Cheng-Hsueh Yang and Ting-Wei Jang and Chang-Ting Liu and Chih-Wei Chiu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1812.11050},
  year   = {2021}
}