周畅 龚蕊 冯小波2)3)†

1) (云南师范大学物理与电子信息学院,昆明 650500)

2) (云南师范大学,云南省光电信息技术重点实验室,昆明 650500)

3) (云南师范大学,可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室,昆明 650500)

层间扭转角度是对石墨烯物理性质宽波段可调谐的一个新参量.本文采用2° ＜ θ ＜ 15°扭转角度下的连续近似模型,获得了不同扭转角度双层石墨烯分别在有、无电场下的能带结构,通过电子-光子相互作用跃迁速率,计算模拟了范霍夫奇点附近电子带内跃迁和带间跃迁所引起的光学吸收谱.结果表明,在无外加电场时,带间跃迁吸收峰的位置随着扭转角度的增大而发生从红外到可见光波段的蓝移,且吸收系数增大,带内跃迁的光学吸收系数相对于带间跃迁高出2 个数量级;而存在外加电场时,两个范霍夫奇点在波矢空间的位置发生偏移,带间跃迁吸收峰发生分裂,且两个分裂的吸收峰位置随着电场强度的不断增大而反向行进.上述研究结果对石墨烯材料在光电器件方面的应用有一定指导作用.

1 引言

石墨烯是由碳原子组成的二维蜂窝状层状结构材料,因其具有高的载流子迁移率、较强的电导率、高的透光性等优异的光电特性受到科学家的广泛关注[1-6].随着现代纳米合成技术的发展和化学加工工艺的不断丰富,可以控制石墨烯原子层间发生一定角度的扭转,构成扭转石墨烯材料[7].当层间扭转一定的角度时,会改变原有石墨烯……