[論文介紹] Destruction of Landau levels in asymmetric bilayer nanographene ribbons

本文從電子結構的觀點,包含能帶、態密度、以及波函數,討論非對稱性雙層奈米石墨帶的磁電子結構變化,特別是對準藍道能階的破壞。

非對稱性雙層奈米石墨帶,可看作是一個較寬的奈米石墨帶,上面再擺上一個較窄的奈米石墨帶。在這個研究主題中,可以看到磁量子化效應如何受到層與層之間交互作用的影響。

在單層的奈米石墨帶上,磁量子化效應造成準藍道能階的生成,在能帶結構上可看到部分平坦的準藍道能階的存在,並且這些準藍道能階造成態密度上的許多對稱峰,許多材料特性都與這些高態密度的對稱峰相關,例如: 磁光學性質,以及磁電子傳輸性質。

當我們將一個較窄的奈米石墨帶擺在這個較寬的奈米石墨帶上面時,層與層之間的交互作用以及較窄的奈米石墨帶的位置,此時扮演了影響磁電子性質的重要角色。當窄的奈米石墨帶擺放在寬的奈米石墨帶邊緣時,準藍道能階的基本特色還維持住,例如平坦能帶、其所對應的態密度對稱峰、藍道波函數的規則性震盪。當窄的奈米石墨帶擺放在中間時,由於層跟層之間的交互作用造成能帶的混和,準藍道能階被扭曲,並且其能帶平坦的特色被嚴重破壞。在態密度中所對應的對稱峰也同時也被破壞或者壓制,並且還有許多小的非對稱峰出現。而波函數的規則性震盪,這屬於藍道狀態的特色,也會因為波函數的混成而被干擾或者破壞。

這些在能帶、態密度、以及波函數所呈現出來的結果,皆指出小寬度的奈米石墨帶對奈米石墨帶的磁電子性質的影響,是非常地強烈且明顯。期待能有掃描穿隧能譜的實驗來做進一步驗證。

此研究內容已撰寫為文章,並發表於國際知名期刊 Philos. Mag. 94, 2812 (2014) 上。



感謝

李明勳、林群晏、林明發在該研究題材上的討論。

資料來源

M. H. Lee, H. C. Chung, C. Y. Lin, and M. F. Lin,
Destruction of Landau levels in asymmetric bilayer nanographene ribbons,
Philos. Mag. 94, 2812 (2014) (SCI),
DOI: 10.1080/14786435.2014.932503, ISSN: 1478-6435 (Print), 1478-6443 (Online)

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