Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tính chất quang của dải nano graphene chiral: một nghiên cứu từ nguyên lý đầu tiên
Tóm tắt
Các thành công gần đây trong việc giải phóng carbon nanotube đã giới thiệu một thành viên mới của gia đình dải nano graphene (GNR) được biết đến với tên gọi là GNR chiral. Trong bài báo này, chúng tôi đã nghiên cứu các tính chất quang của GNR chiral dưới cả sự phân cực dọc và ngang của chùm tia chiếu sáng bằng cách sử dụng lý thuyết hàm mật độ. Chúng tôi đã chỉ ra rằng các quy tắc lựa chọn, trước đây đã được báo cáo cho GNR armchair và zigzag, không còn hợp lệ do sự phá vỡ đối xứng trong gia đình mới này. Tuy nhiên, chúng tôi đã chứng minh rằng các trạng thái biên đóng vai trò quan trọng trong hằng số điện môi. Đã chỉ ra rằng, tùy thuộc vào phân cực của chùm tia chiếu, các đỉnh hấp thụ là khác nhau, mặc dù chúng nằm trong cùng một phạm vi năng lượng. Chúng tôi cũng đã gợi ý rằng phạm vi năng lượng hấp thụ nhạy cảm với các vectơ chiral và phân cực ánh sáng. Do sự phá vỡ đối xứng trong GNR chiral, các đỉnh hấp thụ đã thay đổi và trở thành khoảng 1000 nm, từ đó giới thiệu một tiềm năng mới của GNR cho các thiết bị quang điện.
Từ khóa
#GNR chiral #tính chất quang #lý thuyết hàm mật độ #trạng thái biên #phân cực ánh sángTài liệu tham khảo
Areshkin, D.A., Gunlycke, D., White, C.T.: Ballistic transport in graphene nanostrips in the presence of disorder: importance of edge effects. Nano Lett. 7, 204–210 (2007)
Berahman, M., Sheikhi, M.H.: Optical excitations of finite length graphene nanoribbons. J. Comput. Theor. Nanosci. 8, 90–96 (2011)
Gundra, K., Shukla, A.: Theory of the electro-optical properties of graphene nanoribbons. Phys. Rev. B 83, 075413–075419 (2011)
Han, M.Y., Özyilmaz, B., Zhang, Y., Kim, P.: Energy band-gap engineering of graphene nanoribbons. Phys. Rev. Lett. 98, 206805–206814 (2007)
Hsu, H., Reichl, L.E.: Selection rule for the optical absorption of graphene nanoribbons. Phys. Rev. B 76, 045418–045423 (2007)
Jiao, L., Zhang, L., Wang, X., Diankov, G., Dai, H.: Narrow graphene nanoribbons from carbon nanotubes. Nature 458, 877–880 (2009)
Kosynkin, D.V., Higginbotham, A.L., Sinitskii, A., Lomeda, J.R., Dimiev, A., Katherine Price, B., Tour, J.M.: Longitudinal unzipping of carbon nanotubes to form graphene nanoribbons. Nature 458, 872–876 (2009)
Liao, W., Zhou, G., Xi, F.: Optical properties for armchair-edge graphene nanoribbons. J. Appl. Phys. 104, 126105–126113 (2008)
Liao, L., Lin, Y.-C., Bao, M., Cheng, R., Bai, J., Liu, Y., Qu, Y., Wang, K.L., Huang, Y., Duan, X.: High-speed graphene transistors with a self-aligned nanowire gate. Nature 467, 305–308 (2010)
Lin, Y.-M., Jenkins, K.A., Valdes-Garcia, A., Small, J.P., Farmer, D.B., Avouris, P.: Operation of graphene transistors at gigahertz frequencies. Nano Lett. 9, 422–426 (2009)
Ling, C., Setzler, G., Lin, M.-W., Dhindsa, K.S., Jin, J., Yoon, H.J., Kim, S.S., Cheng, M.M.-C., Widjaja, N., Zhou, Z.: Electrical transport properties of graphene nanoribbons produced from sonicating graphite in solution. Nanotechnology 22, 325201–325208 (2011)
Liu, G., Stillman, W., Rumyantsev, S., Shao, Q., Shur, M., Balandin, A.A.: Low-frequency electronic noise in the double-gate single-layer graphene transistors. Appl. Phys. Lett. 95, 033103 (2009)
Matte, H.S.S.R., Subrahmanyam, K.S., Rao, C.N.R.: Novel magnetic properties of graphene: presence of both ferromagnetic and antiferromagnetic features and other aspects. J. Phys. Chem. C 113, 9982–9985 (2009)
Neto, A.H.C., Guinea, F., Peres, N.M.R., Novoselov, K.S., Geim, A.K.: The electronic properties of graphene. Rev. Mod. Phys. 81, 109–162 (2009)
Novoselov, K.S., Geim, A.K., Morozov, S.V., Jiang, D., Zhang, Y., Dubonos, S.V., Grigorieva, I.V., Firsov, A.A.: Electric field effect in atomically thin carbon films. Science 306(5696), 666–669 (2004)
Ogawa, T., Kanemitsu, Y.: Optical Properties of Low-dimensional Materials. World science (1996)
Peyghambarian, N., Koch, S.W., Mysyrowicz, A.: Introduction to Semiconductor Optics, p. 56. Prentice Hall, Englewood Cliffs NJ (1993)
Prezzi, D., Varsano, D., Ruini, A., Marini, A., Molinari, E.: Optical properties of graphene nanoribbons: the role of many-body effects. Phys. Rev. B 77, 041404–041408 (2008)
Puddy, R.K., Scard, P.H., Tyndall, D., Connolly, M.R., Smith, C.G., Jones, G.A.C., Lombardo, A., Ferrari, A.C., Buitelaar, M.R.: Atomic force microscope nanolithography of graphene: Cuts, pseudocuts, and tip current measurements. Appl. Phys. Lett. 98, 133120 (2011)
Rigo, V.A., Martins, T.B., da Silva, A.J.R., Fazzio, A., Miwa, R.H.: Electronic, structural, and transport properties of Ni-doped graphene nanoribbons. Phys. Rev. B 79, 075435–075444 (2009)
Sarma, S.D., Adam, S., Hwang, E.H., Rossi, E.: Electronic transport in two-dimensional graphene. Rev. Mod. Phys. 83, 407–470 (2011)
Sasaki, K.-I., Kato, K., Tokura, Y., Oguri, K., Sogawa, T.: Theory of optical transitions in graphene nanoribbons. Phys. Rev. B 84, 085458–085469 (2011)
Schwierz, F.: Graphene transistors. Nat. Nanotechnol. 5, 487–496 (2010)
Soler, J.M., Artacho, E., Gale, J.D., García, A., Junquera, J., Ordejón, P., Sánchez-Portal, D.: The SIESTA method for ab initio order-N materials simulation. J. Phys. Condens. Matter 14, 2745–2780 (2002)
Sordan, R., Traversi, F., Russo, V.: Logic gates with a single graphene transistor. Appl. Phys. Lett. 94, 1–3 (2009)
Sun, L., Wei, P., Wei, J., Sanvito, S., Hou, S.: From zigzag to armchair: the energetic stability, electronic and magnetic properties of chiral graphene nanoribbons with hydrogen-terminated edges. J. Phys. Condens. Matter 23, 425301–425308 (2011)
Talyzin, A.V., Luzan IV, S., Anoshkin, A.G.Nasibulin, Jiang, H., Kauppinen, E.I., Mikoushkin, V.M., Shnitov, V.V., Marchenko, D.E., Noréus, D.: Hydrogenation, purification, and unzipping of carbon nanotubes by reaction with molecular hydrogen: road to graphane nanoribbons. ACS Nano 5, 5132–5140 (2011)
Tao, C., Jiao, L., Yazyev, O.V., Chen, Y.-C., Feng, J., Zhang, X., Capaz, R.B., Tour, J.M., Zettl, A., Louie, S.G., Dai, H., Crommie, M.F.: Spatially resolving edge states of chiral graphene nanoribbons. Nat. Phys. 7, 616–620 (2011)
Wakabayashi, K., Takane, Y., Yamamoto, M., Sigrist, M.: Electronic transport properties of graphene nanoribbons. New J. Phys. 11, 1–22 (2009a)
Wakabayashi, K., Takane, Y., Yamamoto, M., Sigrist, M.: Edge effect on electronic transport properties of graphene nanoribbons and presence of perfectly conducting channel. Carbon 47, 124–137 (2009b)
Wiser, N.: Dielectric constant with local field effects included. Phys. Rev 129, 62–69 (1963)
Wu, J.-Y., Chen, L.-H., Li, T.-S., Lin, M.-F.: Optical properties of graphene nanoribbon in a spatially modulated magnetic field. Appl. Phys. Lett. 97, 031114 (2010)
Xie, L., Wang, H., Jin, C., Wang, X., Jiao, L., Suenaga, K., Dai, H.: Graphene nanoribbons from unzipped carbon nanotubes: atomic structures, Raman spectroscopy, and electrical properties. J. Am. Chem. Soc. 133, 10394–10397 (2011)
Yang, L., Cohen, M.L., Louie, S.G.: Excitonic effects in the optical spectra of graphene nanoribbons. Nano Lett. 7, 3112–3115 (2007)
Yazyev, O.V., Capaz, R.B., Louie, S.G.: Theory of magnetic edge states in chiral graphene nanoribbons. Phys. Rev. B 84, 115406–115411 (2011)