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湖南師范大學物理系、低維量子結構與調控省部共建教育部重點實驗室Wufei Huang等--Kekulé-O扭曲石墨烯的光開關反常Hall效應和Nernst效應
       基于Kekulé-O (Kek-O)扭曲石墨烯的成功制備,我們從理論上研究了Kek-O石墨烯在非共振圓偏振光照射下的異常Hall效應和Nernst效應。采用Floquet理論,推導了Kek-O石墨烯在光照射下的有效哈密頓量。我們發現光照射可以解除谷簡并,并誘發純粹的異常Hall和Nernst電流。Hall和Nernst電導率可以通過非共振圓偏振光進行切換。作為費米能量的函數,Berry曲率為奇函數。當費米能量與低導帶或價帶邊緣重合時,Berry曲率、異常Hall和Nernst電導率達到最大值。在一定的費米能量下,反常Hall電導率隨光照參數的增加而線性增加,而Nernst電導率則先增大后減小。我們的研究結果對基于Kek-O石墨烯的光電器件的設計具有指導意義。
 
圖1. 圓偏振光照射Kekulé-O石墨烯的示意圖,其中紅色箭頭表示縱向電流,橫向測量的異常霍爾電流可以被光切換。
 
圖2. Fω = 0 (a)和Fω = 0.1 eV (b)時的能帶結構。在圖(b)中,藍(紅)曲線為導(價)帶,實線和虛線分別表示η = 1和-1。
  圖3. 不同光照參數Fω下,Berry曲率Ω(EF)與費米能量EF的關系,其中紅色實線、黑色點劃線和藍色虛線分別對應于Fω= 0.03 eV、0.05 eV和0.1 eV。
 
圖4. (a)不同光照參數Fω下異常霍爾電導率σxyEF的關系;(b)不同EFσxyFω的關系。
 
圖5. (a)不同Fω下Nernst系數αxyEF的關系。(b) 不同EFαxyFω的關系。
 
       相關研究成果由湖南師范大學物理系、低維量子結構與調控省部共建教育部重點實驗室Wufei Huang等人于2023年發表在Physica E: Low-dimensional Systems and   Nanostructures (https://doi.org/10.1016/j.physe.2023.115698)上。原文:Light switchable anomalous Hall and Nernst effects of Kekulé-O distorted graphene。

轉自《石墨烯研究》公眾號
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