Періодичні видання СумДУ
Permanent URI for this communityhttps://devessuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/69
Browse
Item Analytical and Numerical Study of the Energy Spectrum of a Superlattice Consisting of Strips of Single-layer and Bilayer Graphene(Sumy State University, 2020) Abdrakhmanov, V.L.; Badikova, P.V.; Zav’yalov, D.V.; Konchenkov, V.I.; Kryuchkov, S.V.Запропонована модель надрешітки, що складається почергово із смуг одношарового та двошарового графена, параметри енергетичного спектру якого можна контролювати, змінюючи зовнішнє електричне поле, прикладене перпендикулярно поверхні зразка. За допомогою моделі Кроніга-Пенні отримано дисперсійне рівняння, на основі аналізу якого вивчається енергетичний спектр графенової надрешітки залежно від співвідношення ширини смуг одношарового та двошарового графена. Для розглянутої надрешітки показано, що існує два типи дисперсійних поверхонь, які відповідають двом гілкам у спектрі двошарового графена. За відсутності поперечного електричного поля сусідні мінісмуги, отримані з розв'язку різних типів дисперсійного рівняння, стикаються по краях першої зони Бріллюена, а зона провідності та валентна зона стикаються в центрі першої зони Бріллюена надрешітки. Результати аналітичного розв'язку порівнюються з результатами моделювання методами теорії функціоналу густини. Показано, що низькоенергетичне наближення, яке використовується для отримання дисперсійного рівняння, справедливо при розгляді надрешітки з вузькими смугами двошарового графена та широкими смугами одношарового графена. За цієї умови дисперсійні поверхні симетричні відносно точки K у оберненому просторі для вихідного матеріалу – одношарового графена. Квантово-хімічне моделювання показало, що заборонена зона в спектрі надрешітки виникає навіть за відсутності поперечного зовнішнього поля через порушення симетрії між станами в різних шарах двошарового графену в надрешітці, і підтвердило залежність ширини забороненої зони від поперечного електричного поля.