Обобщенная двумерная модель Лаббе--Фриделя для взаимодействующих углеродных цепочек, находящихся в свободном состоянии и сформированных на переходных металлах и их оксидах
Давыдов С.Ю.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия

Email: sergei_davydov@mail.ru
Поступила в редакцию: 21 октября 2025 г.
В окончательной редакции: 19 января 2026 г.
Принята к печати: 21 января 2026 г.
Выставление онлайн: 26 марта 2026 г.
В рамках теории сильной связи рассмотрена свободная прямоугольная решетка, образованная ортогональными цепочками атомов углерода (двумерный вариант модели Лаббе-Фриделя), для которой получены аналитические выражения для плотности электронных состояний и особенностей термоэлектрических характеристик. Обсуждается вопрос, как на полученные результаты влияют подложки, в качестве которых рассматриваются переходные металлы и их оксиды. Приведены оценки перехода заряда между эпитаксиальной прямоугольной решеткой и подложками. Рассмотрено влияние косвенного взаимодействия параллельных цепочек и кулоновского взаимодействия адатомов углерода в цепочке на свойства эпитаксиальной прямоугольной решетки; показана возможность возникновения волн зарядовой и спиновой плотности. Ключевые слова: прямоугольная решетка атомов углерода, прямое и косвенное взаимодействия углеродных цепочек, термоэлектрические характеристики, ферромагнитная и антиферромагнитная связь параллельных цепочек.
- С.Ю. Давыдов. ФТТ 66, 723 (2024). [S.Yu. Davydov. Phys. Solid State 66, 701 (2024). DOI: 10.61011/PSS.2024.05.58500.16]
- С.Ю. Давыдов. ФТТ 67, 189 (2025)
- J. Labbe. Phys. Rev. 158, 647 (1967)
- С.В. Вонсовский, Ю.А. Изюмов, Э.З. Курмаев. Сверхпроводимость переходных металлов, их сплавов и соединений. Наука, М. (1977). Гл. 5
- Проблема высокотемпературной сверхпроводимости / Под ред. В.Л. Гинзбурга и Д.А. Киржница. Наука, М. (1977). Гл. 7
- R. Piasecki. arXiv: 0804.1037
- E. Kogan, G. Gumbs. arXiv: 2008.05544
- И.С. Градштейн, И.М. Рыжик. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений. Наука, М. (1971)
- Б. Янке, Ф. Эмде, Ф. Лёш. Специальные функции. Формулы, графики, таблицы. Наука, М. (1977). [E. Janke, F. Emde, F. Losch. Tafeln Hoherer Funktionen. B.G. Teubner, Stutgart (1960)]
- А.А. Варламов, А.В. Кавокин, И.А. Лукьянчук, С.Г. Шарапов. УФН 182, 1229 (2012). [A.A. Varlamov, A.V. Kavokin, I.A. Luk'yanchuk, S.G. Sharapov. Phys.-Uspekhi 55, 1146 (2012)]
- W.A. Harrison. Phys. Rev. B 27, 3552 (1983)
- С.Ю. Давыдов. ФТТ 65, 2024 (2023). [S.Yu. Davydov. Phys. Solid State 65, 1942 (2023)]
- С.Ю. Давыдов. ФТП 53, 971 (2019). [S.Yu. Davydov. Semiconductors 53, 954 (2019)]
- V.Yu. Irkhin, Yu.P. Irkhin. arXiv: 9812072
- Ч. Киттель. Квантовая теория твердых тел. Наука, М. (1967). Гл. 18 [C. Kittel. Quantum Theory of Solids. Wiley, N.Y. -- London (1963). Ch. 18]
- Л.А. Большов, А.П. Напартович, А.Г. Наумовец, А.Г. Федорус. УФН 122, 125 (1977). [L.A. Bol'shov, A.P. Napartovich, A.G. Naumovets, A.G. Fedorus. Usp. Fiz. Nauk 122, 125 (1977)]
- О.М. Браун, В.К. Медведев. УФН 157, 631 (1989). [O.M. Braun, V.K. Medvedev. 157, 631 (1989)]
- С.Ю. Давыдов, С.В. Трошин. ФТТ 49, 1583 (2007). [S.Yu. Davydov, S.V. Troshin. Solid State Phys. 49, 1508 (2007)]
- С.Ю. Давыдов, А.А. Лебедев, О.В. Посредник. Элементарное введение в теорию наносистем. "Лань", СПб (2014). Гл. 8, 9
- V.E. Henrich, P.A. Cox. The Surface Science of Metal Oxides. Cambridge Univ. Press (1994). Ch. 2
- H.-J. Freund, H. Kuhlenbeck, V. Staemmler. Rep. Prog. Phys. 59, 283 (1996)
- F.D.M. Haldane, P.W. Anderson. Phys. Rev. B 6, 2553 (1976)
- У. Харрисон. Электронная структура и свойства твердых тел. Мир, М. (1982). Гл. 19. [W.A. Harrison. Electronic Structure and the Properties of Solids. W.H. Freeman \& Co., San Francisco (1980). Ch. 19]
- M.T. Greiner, L. Chai, M.G. Helander, W.-M. Tang, Z.-H. Lu. Adv. Funct. Mater. 22, 4557 (2012)
- Z. Zhong, P. Hansmann. Phys. Rev. B 93, 235116 (2016)
- W. Hayami, S. Tang, T.-W. Chiu, J. Tang. ACS Omega 6, 14559 (2021)
- K. Cieslik, D. Wrana, M. Rogala, C. Rodenbucher, K. Szot, F. Krok. Crystals 13, 1052 (2023)
- S. Alexander, P.W. Anderson. Phys. Rev. 133, A1594 (1966)
- С.Ю. Давыдов. ФТТ 66, 1609 (2024). [S.Yu. Davydov. Phys. Solid State 66, 1538 (2024)]
- С.Ю. Давыдов. ФТТ 54, 1728 (2012). [S.Yu. Davydov. Phys. Solid State 54, 1619 (2012)]
- T.O. Wehling, E. Sasшoglu, C. Friedrich, A.I. Lichtenstein, M.I. Katsnelson, S. Blugel. Phys. Rev. Lett. 106, 236805 (2011)
- M. D'Onofrio, Y. Xie, A.J. Rasmusson , E. Wolanski, J. Cui, P. Richerme. Phys. Rev. Lett. 127, 020503 (2021)
- S. Ono. arXiv: 2203.02122
- Y.H. Teoh, F. Rajabi, R. Islam. Phys. Rev. A 109, 032426 (2024)
- C.Ю. Давыдов. ФТТ 53, 1650 (2017). [S.Yu. Davydov. Phys. Solid State 53, 1674 (2017)].
- Т. Мория. Спиновые флуктуации в магнетиках с коллективизированными электронами. Мир, М. (1988). Гл. 6 [T. Morya. Spin Fluctuations in Intinerant Electron Magnetism. Springer, Berlin (1985). Ch. 6]
- С.Ю. Давыдов, О.В. Посредник. Намагниченность карбина, сформированного на 3d-магнетиках. XXIX Симпозиум, 10-14 марта 2025 г., Нижний Новгород. Тезисы докладов, с. 367--368
- С.Ю. Давыдов. ФТТ 67, 372 (2025)
- S. Ono. Sci. Rep. 10, 11810 (2020)
- J. Nevalaita, P. Koskinen. Phys. Rev. B 97, 035411 (2018)
- J. Nevalaita, P. Koskinen. AIP Advances 10, 065327 (2020)
- T. Wang, M. Park, Q. Yu, J. Zhang, Y. Yang. Mater. Today Adv. 8, 100092 (2020)
- S. Ono. arXiv: 2007.06774
- W.X. Zhou, H.J. Wu, J. Zhou, S.W. Zeng, C.J. Li, M.S. Li, R. Guo, J.X. Xiao, Z. Huang, W.M. Lv, K. Han, P. Yang, C.G. Li, Z.S. Lim, H. Wang, Y. Zhang, S.J. Chua, K.Y. Zeng, T. Venkatesan, J.S. Chen, Y.P. Feng, S.J. Pennycook, A. Ariando. Commun. Phys. 2, 125 (2019)
- С.Ю. Давыдов, О.В. Посредник. ФТП 57, 758 (2023). [S.Yu. Davydov, O.V. Posrednik. Semiconductors 57, 731 (2023)]
- K. Kalantar-zadeh, J.Z. Ou, T. Daeneke, A. Mitchell, T. Sasaki, M.S. Fuhrer. Appl. Mater. Today 8, 73 (2016)
- T. Yang, T.T. Song, M. Callsen, J. Zhou, J.W. Chai, Y.P. Feng, S.J. Wang, M. Yang. Adv. Mater. Interfaces 6, 1801160 (2019)
- H. van Gog, W.-F. Li, C. Fang, R.S. Koster, M. Dijkstra, M. van Huis. npj 2D Mater. Appl. 3, 18 (2019)
- J. Azadmanjiri, P. Kumar, V.K. Srivastava, Z. Sofer. ACS Nano Mater. 3, 3116 (2020)
- S.K. Radha, K. Crowley, B.A. Holler, X.P.A. Gao, W.R.L. Lambrecht, H. Volkova, M.-H. Berger, E. Pentzer, K.G. Pachuta, A. Sehirlioglu. J. Appl. Phys. 129, 220903 (2021)
- H. Xie, Z. Li, L. Cheng, A.A. Haidry, J. Tao, Y. Xu, K. Xu, J.Z. Ou. iScience 25, 103598 (2022)
- A.V. Kavokin, M.E. Portnoi, A.A. Varlamov, Y. Yerin. Phys. Rev. B 109, 235405 (2024)
- Z.Z. Alisultanov, E.G. Idrisov, A.V. Kavokin. Phys. Rev. B 111, 155430 (2025)
- Дж. Займан. Принципы теории твердого тела. Мир, М. (1974). Гл. 7. [J.M. Ziman. Principles of the Theory of Solids. Cembridge Univ. Press, Cambridge (1972). Ch. 7].