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(fā)現(xiàn)光照射可以解除谷簡并，并誘發(fā)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(shù)，Berry曲率為奇函數(shù)。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(shù)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(shù)
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(shù)
Fω下異常霍爾電導率
σxy與
EF的關系；(b)不同
EF下
σxy與
Fω的關系。
圖5. (a)不同
Fω下Nernst系數(shù)
αxy與
EF的關系。(b) 不同
EF下
αxy與
Fω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(fā)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
