Издателям
Вышедшие номера
Роль электрон-электронного отталкивания в задаче об эпитаксиальном графене на металле: простые оценки
Давыдов С.Ю.1,2
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (Университет ИТМО), Санкт-Петербург, Россия
Email: Sergei_Davydov@mail.ru
Поступила в редакцию: 12 января 2017 г.
Выставление онлайн: 20 июля 2017 г.

Для однослойного графена, находящегося на поверхности металлической подложки, в рамках расширенной теории Хартри--Фока рассмотрено влияние интра- и интератомного кулоновского отталкивания электронов (U и G соответственно) на его фазовую диаграмму. Приведено общее решение задачи, на основе которого проанализирован ряд частных случаев, допускающих аналитическое рассмотрение: свободный и эпитаксиальный графен без учета и с учетом энергии перехода электрона между соседними атомами графена. Рассмотрены три области фазовой диаграммы: волны спиновой и зарядовой плотностей (ВСП и ВЗП соответственно) и однородное по спину и заряду состояние полуметалла (ПМ). Основное внимание уделено недопированному графену. Показано, что учет взаимодействия с металлической подложкой расширяет область существования ПМ. Для всех рассмотренных случаев, однако, граница между состояниями ВСП и ВЗП описывается уравнением U=zG, где z=3 --- число ближайших соседей в графене. К уширению области ПМ-состояния приводит и допирование графена, причем эффект не зависит от знака свободных носителей, вносимых в эпитаксиальный графен подложкой. Согласно сделанным оценкам, в буферном слое возможно только ПМ-состояние металлического типа, тогда как в квазисвободном эпитаксиальном графене может быть реализовано ВЗП-состояние. Обсуждается влияние температуры на фазовую диаграмму эпитаксиального графена. DOI: 10.21883/FTT.2017.08.44772.02
  1. A.H. Castro Neto, F. Guinea, N.M.R. Peres, K.S. Novoselov, A.K. Geim. Rev. Mod. Phys. 81, 109 (2009)
  2. V.N. Kotov, B. Uchoa, V.M. Pereira, A.H. Castro Neto, F. Guinea. Rev. Mod. Phys. 84, 1067 (2012)
  3. N. Swain, P. Majumdar. arXive: 1610.00695
  4. M.V. Ulybyshev, P.V. Buividovich, M.I. Katsnelson, M.I. Polikarpov. Phys. Rev. Lett. 111, 056801 (2013)
  5. L. Wang, P. Corboz, M. Troyer. New J. Phys. 16, 103008 (2014)
  6. M. Hohenadler, F.P. Toldin, I.F. Herbut, F.F. Assaad. Phys. Rev. B 90, 085146 (2014)
  7. W. Wu, A.-M.S. Tremblay. Phys. Rev. B 89, 205128 (2014)
  8. L. Classen, I.F. Herbut, L. Janssen, M.M. Scherer. Phys. Rev. B 92, 035429 (2015)
  9. С.Ю. Давыдов. ФТТ 20, 1752 (1978)
  10. С.Ю. Давыдов. ФТП 48, 49 (2014)
  11. С.Ю. Давыдов. Теория адсорбции: метод модельных гамильтонианов. Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", СПб. (2013). 235 с
  12. С.Ю. Давыдов. ФТТ 21, 2283 (1979)
  13. Д.И. Хомский. ФММ 29, 31 (1970)
  14. Е.В. Кузьмин, Г.А. Петраковский, Э.А. Завадский. Физика магнитоупорядоченного вещества. Наука, Новосибирск (1976). 283 с
  15. Т. Мория. Спиновые флуктуации в магнетиках с коллективизированными электронами. Мир, М. (1988). 288 с
  16. С.Ю. Давыдов. ФТП 46, 204 (2012)
  17. С.Ю. Давыдов. ФТТ 58, 779 (2016)
  18. J.E. Hirsh. Phys. Rev. Lett. B 53, 2327 (1984)
  19. V. Zhang, J. Callaway. Phys. Rev. B 39, 9397 (1989)
  20. J. van den Brink, M.B.J. Meinders, J. Lorenzana, R. Eder, G.A. Sawatzky. Phys. Rev. Lett. 75, 4658 (1995)
  21. P. Sengupta, A.W. Sandvik, D.K. Campbell. Phys. Rev. B 65, 155113 (2002)
  22. T.O. Wehling, E. Sa si ov glu, C. Friedrich, A.I. Lichtenstein, M.I. Katsnelson, S. Blugel. Phys. Rev. Lett. 106, 236805 (2011)
  23. Ч. Киттель. Квантовая теория твердых тел. Наука, М. (1967). 492 с
  24. С.Ю. Давыдов. ФТП 47, 97 (2013)
  25. Z.Y. Meng, T.C. Lang, S. Wessel, F.F. Assaad, A. Muramatsu. Nature 464, 847 (2010). 
  26. S. Sorella, Y. Otsuka, S. Yunoki. Sci. Rep. 2, 992 (2012)
  27. A.G. Grushin, E.V. Castro, A. Cortijo, F. de Juan, M.A.H. Vozmediano, B. Valenzuela. Phys. Rev. B 87, 085136 (2013)
  28. X.Y. Xu, S. Wesse, Z.Y. Meng. Phys. Rev. B 94, 116105 (2016).
  29. У. Харрисон. Электронная структура и свойства твердых тел. Мир, М. (1983). Т. 2. 334 с
  30. Физические величины. Справочник / Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. Энергоатомиздат, М. (1991). 1232 с
  31. В.Ю. Ирхин, Ю.П. Ирхин. Электронная структура, физические свойства и корреляционные эффекты в d- и f-металлах и их соединениях. Екатеринбург, УрО РАН (2004). 472 с
  32. R. Hovdena, A.W. Tsen, P. Liua, B.H. Savitzky, I.El Baggari, Y. Liu, W. Lu, Y. Sun, P. Kim, A.N. Pasupathy, L.F. Kourkoutis. Proc. Nat. Acad. Sci. USA 113, 11420 (2016)
  33. J.W.F. Venderbos, M. Manzardo, D.V. Efremov, J. van den Brink, C. Ortix. Phys. Rev. B 93, 045428 (2016)
  34. С.Ю. Давыдов. ЖТФ 86, 7, 145 (2016).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.