Последовательно рассмотрен электронный спектр графена, содержащего дефекты (адсорбированные атомы, атомы замещения, вакансии), которые могут быть адекватно описаны в рамках модели Лифшица. В этой связи для случая двумерных релятивистских электронов выбран известный для данной модели гамильтониан и приведены критерии появления вблизи точки Дирака примесного резонанса. Изложена теория концентрационной трансформации зонной структуры графена, из которой следует, что по достижении строго определенного значения концентрации примеси в окрестности энергии примесного резонанса открывается транспортная щель. Проанализирован вопрос о возможности (либо невозможности) локализации в такой пространственно неупорядоченной системе дираковских квазичастиц. На этой основе удается дать объяснение и провести описание недавно наблюдавшегося в примесном графене явления - перехода металл - диэлектрик, который оказывается прямым следствием попадания энергии Ферми системы в область транспортной щели. Введена и обоснована концепция перестройки локального спектра графена, которая также может осуществляться по мере роста в нем концентрации дефектов. Сформулированы физические причины, по которым положение минимума низкотемпературной проводимости графена как функции энергии Ферми электронов соответствует именно энергии примесного резонанса, а не точке Дирака, как это утверждалось в ряде теоретических и экспериментальных исследований. При этом само минимальное значение, как оказывается, универсальной величиной не является, а зависит от концентрации дефектов. Аналитическое рассмотрение примесных эффектов сопровождается численным моделированием рассматриваемой системы, в результате которого установлено полное соответствие между этими двумя подходами. В частности, подтверждены общая картина перестройки спектра, локализация электронных состояний, а также эффекты, имеющие локальную природу.

  Повний текст PDF - 6.051 Mb    Зміст випуску     Цитування публікації

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"