Двухслойный графен

Двухслойный графен — двумерная аллотропная модификация углерода, образованная двумя близко расположенными слоями графена. Так как они расположены на расстоянии меньше 1 нм друг от друга, электроны из одного слоя графена могут туннелировать в другой, что приводит к появлению нового закона дисперсии для носителей тока. Обычно рассматривают двуслойный графен, в котором второй слой повёрнут на 60 градусов относительно первого. Это приводит к тому, что подрешётки A в нижнем графене и подрешётка B в верхнем графене выровнены в вертикальном направлении. Эта конфигурация называется AB stacking и встречается в графите.

Транспортные свойства двухслойного графена были впервые исследованы в Манчестерском университете в лаборатории А. Гейма.[1]

Гамильтониан

Гамильтониан двухслойного графена при приложенном электрическом поле между слоями записывается в виде[2][3]

где V — потенциал слоёв, c — фермиевская скорость, , , px и py — импульсы по x и по y,  — туннелирование между слоями. Этот гамильтониан действует на вектор , где индексы обозначают слой, а буквы подрешётку. Спин и долина здесь не учитывается.

Примечания

  1. K. S. Novoselov, et. al. Unconventional quantum Hall effect and Berry’s phase of 2pi in bilayer graphene Nature Physics 2, 177—180 (2006).
  2. E. McCann and V. I. Fal’ko. Landau-Level Degeneracy and Quantum Hall Effect in a Graphite Bilayer // Phys. Rev. Lett.. — 2006. — Т. 96. — С. 086805. — doi:10.1103/PhysRevLett.96.086805. — arXiv:0510237.
  3. E. McCann. Asymmetry gap in the electronic band structure of bilayer graphene // Phys. Rev. B. — 2006. — Т. 74. — С. 161403. — doi:10.1103/PhysRevB.74.161403. — arXiv:0608221.

Дополнительно по теме

Категории