NPJ Computational Materials：十二边形双层石墨烯准晶体及其近似物

民咕咕

2019-12-16

具有范德华层间相互作用的双层石墨烯表现出丰富的电子性质，这些电子性质取决于叠加顺序和扭转角。两层石墨烯可以AA、AB或双绞线的形式排列。AA和AB叠加是两种众所周知的结构，它们的电子特性与单层材料有很大的不同。各层之间的扭转角提供了额外的自由度来调整电子性能。十二边型双层石墨烯准晶具有12重旋转级别对称，但同时它缺少平移对称，因此阻碍了其能带理论的应用。本文通过对超过1000万个原子的大规模紧束缚计算，研究了石墨烯准晶体的电子和光学性质。我们提出了一系列的周期近似方法，在有限单元内精确地再现准晶的性质。通过在只有2702个原子的最小近似上使用带展开方法，导出了石墨烯准晶的有效能带结构。这些特征，如新的狄拉克点(尤其是镜像点)的出现，M点处的带隙和费米速度与最近的实验结果基本一致。准晶态的性质在朗道能级谱和光激发中得以确定。结果表明，晶格失配是决定分层近似精度的主要因素。所提出的近似方法可直接应用于蜂窝晶格中的其它层状材料，同时设计原则可适用于任何准周期不适应结构。

Guodong Yu，Zewen Wu，Zhen Zhan，Mikhail I. Katsnelson，Shengjun Yuan. Dodecagonal bilayer graphene quasicrystal and its approximants. npj Computational Materials (2019) 5:122.

DOI: 10.1038/s41524-019-0258-0

https://doi.org/10.1038/s41524-019-0258-0