Вплив упорядкування домішки на енергетичний спектр та електропровідність графену
С. П. Репецький$^{1}$, І. Г. Вишивана$^{1}$, С. П. Кручинін$^{2}$, О. Я. Кузнєцова$^{3}$, Р. М. Мельник$^{4}$
$^{1}$Київський національний університет імені Тараса Шевченка, вул. Володимирська, 60, 01033 Київ, Україна
$^{2}$Інститут теоретичної фізики ім. М. М. Боголюбова НАН України, вул. Метрологічна, 14б, 03143 Київ, Україна
$^{3}$Національний авіаційний університет, просп. Космонавта Комарова, 1, 03058 Київ, Україна
$^{4}$Національний університет «Києво-Могилянська академія», вул. Г. Сковороди, 2, 04070 Київ, Україна
Отримано: 21.12.2018; остаточний варіант - 15.01.2019. Завантажити: PDF
В однозонній моделі сильного зв’язку досліджено вплив домішки заміщення на енергетичний спектр та електропровідність графену. Встановлено, що впорядкування атомів заміщення на вузлах кристалічної гратки приводить до виникнення щілини в енергетичному спектрі графену шириною $\eta|\delta|$ з центром в точці $y\delta$, де $\eta$ — параметр впорядкування, $\delta$ — різниця потенціалів розсіяння атомів домішки і вуглецю, $y$ — концентрація домішки. Якщо рівень Фермі потрапляє в область зазначеної щілини, то при упорядкуванні графену електропровідність $\sigma_{\alpha\alpha} → \infty$, тобто виникає перехід метал–діелектрик. Якщо рівень Фермі лежить поза щілиною, то при збільшенні параметру порядку $\eta$ електропровідність збільшується за законом $\sigma_{\alpha\alpha} \approx (y^2 - (1/4)\eta^2)^{-1}$. При концентрації $y$ = 1/2 з впорядкуванням атомів домішки ($\eta$ → 1) електропровідність графену $\sigma_{\alpha\alpha} → \infty$, тобто виникає перехід графену в стан ідеальної провідності. Досліджено області локалізації електронних домішкових станів, які виникають на краях спектру та краях енергетичної щілини.
Ключові слова: графен, енергетична щілина, густина станів, концентрація домішки, параметр впорядкування, функція Гріна, перехід метал–діелектрик, область локалізації електронних домішкових станів.
URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v41/i04/0427.html
PACS: 71.23.An, 71.30.+h, 71.55.Ak, 71.55.Jv, 72.10.-d