电子-电子相互作用在石墨烯 RKKY 耦合中的重要性

我们表明，在石墨烯中，两个磁性杂质矩之间的载流子介导交换相互作用，即所谓的 RKKY 耦合，在存在电子-电子相互作用时会发生显著改变。利用 Hubbard-$U$ 模型的平均场近似，我们证明，对于非相互作用电子，在体相中存在的 $(1+\cos(2{\bf k}_D\cdot {\bf R})$ 振荡会消失，并且随着电子相互作用的增强，幂律衰减变得更长程。在锯齿形石墨烯纳米带中，效应甚至更大，任何有限的 $U$ 都会使长距离 RKKY 耦合变得与距离无关。将我们的平均场结果与第一性原理结果进行比较，我们还提取了一个出奇大的 $U$ 值，表明石墨烯非常接近反铁磁不稳定性。