Влияние упорядочения примеси на энергетический спектр и электропроводность графена
С. П. Репецкий$^{1}$, И. Г. Вышывана$^{1}$, С. П. Кручинин$^{2}$, Е. Я. Кузнецова$^{3}$, Р. М. Мельник$^{4}$
$^{1}$Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко, ул. Владимирская, 60, 01033 Киев, Украина
$^{2}$Институт теоретической физики им. Н. Н. Боголюбова НАН Украины, ул. Метрологическая, 14б, 03143 Киев, Украина
$^{3}$Национальный авиационный университет, просп. Космонавта Комарова, 1, 03058 Киев, Украина
$^{4}$Национальный университет «Киево-Могилянская академия», ул. Г. Сковороды, 2, 04070 Киев, Украина
Получена: 21.12.2018; окончательный вариант - 15.01.2019. Скачать: PDF
В однозонной модели сильной связи исследовано влияние примеси замещения на энергетический спектр и электропроводность графена. Установлено, что упорядочение атомов замещения на узлах кристаллической решётки приводит к возникновению щели в энергетическом спектре графена шириной $\eta|\delta|$ с центром в точке $y\delta$, где $\eta$ — параметр упорядочения, $\delta$ — разность потенциалов рассеяния атомов примеси и углерода, $y$ — концентрация примеси. Если уровень Ферми попадает в область указанной щели, то при упорядочении графена электропроводность $\sigma_{\alpha\alpha} → \infty$, т.е. возникает переход металл–диэлектрик. Если уровень Ферми находится вне щели, то при увеличении параметра порядка $\eta$ электропроводность возрастает по закону $\sigma_{\alpha\alpha} \approx (y^2 - (1/4)\eta^2)^{-1}$. При концентрации $y$ = 1/2 с упорядочением атомов примеси ($\eta$ → 1) электропроводность графена $\sigma_{\alpha\alpha} → \infty$, т.е. графен переходит в состояние идеальной проводимости. Исследована область локализации электронных примесных состояний, которые возникают на краях спектра и энергетической щели.
Ключевые слова: графен, энергетическая щель, концентрация примеси, параметр упорядочения, функция Грина, переход металл–диэлектрик, область локализации электронных примесных состояний.
URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v41/i04/0427.html
PACS: 71.23.An, 71.30.+h, 71.55.Ak, 71.55.Jv, 72.10.-d