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通过应变在Kekulé畸变石墨烯中进行谷工程

DOI：10.1103/PhysRevB.99.035411 期刊：Physical Review B 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:22:29
摘要： 石墨烯中的凯库勒键纹理通过折叠布里渊区并将两个不等价的狄拉克点移至中心来改变电子能带结构。这可能导致能隙开启（Kek-O）或谷自由度与运动方向锁定（Kek-Y）。我们分析了单轴应变对这两种纹理的凯库勒畸变石墨烯能带结构的影响。采用紧束缚方法，通过考虑跃迁重整化和相应的布里渊区几何形变引入应变。我们数值计算了色散关系并给出了低能极限的解析表达式。结果表明：赝自旋与赝磁应变势的耦合会产生类塞曼项，该效应通过使谷点向布里渊区中心相反方向移动实现分离。对于Kek-O相，这导致开能隙的凯库勒参数与闭合能隙的应变强度相互竞争；而对于Kek-Y相，则形成两个位移狄拉克锥的叠加态。由于超晶格倒易空间中狄拉克锥间距远小于本征石墨烯，我们提出可将应变作为控制谷间散射的调节参数。
作者： Elias Andrade，Ramon Carrillo-Bastos，Gerardo G. Naumis
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

分析单轴应变对Kekulé畸变石墨烯（包括Kek-O和Kek-Y构型）电子能带结构的影响，并提出将应变作为控制谷间散射的参数。

研究成果

在Kekulé畸变的石墨烯中，单轴应变会改变能带结构——该应变既会竞争闭合Kek-O相中的能隙，又会在Kek-Y相中分裂能谷，从而使倒易空间中的狄拉克锥相互靠近。这使得应变成为调控谷间散射的有效参数，有望应用于谷电子学领域。未来研究应关注非均匀应变及拓扑特性问题。

研究不足

该研究假设应变均匀且忽略次近邻和第三近邻相互作用，这可能影响准确性。研究属于理论层面，缺乏实验验证。非均匀应变和拓扑特性的影响尚未充分探讨，被列为未来工作方向。

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