袁娟

4月23日，湘潭大學(xué)物理與光電子工程學(xué)院2016級邵峰實驗班本科生龔振浩作為第一作者在國際著名物理學(xué)術(shù)期刊《物理評論B》上發(fā)表了最新研究成果:《具有本征型-III狄拉克錐的低能石墨烯異構(gòu)體的理論預(yù)測》。這是我院邵峰實驗班本科生第二次在本刊發(fā)表學(xué)術(shù)研究成果。

《物理評論B》是美國物理學(xué)會旗下最具影響力的國際學(xué)術(shù)期刊之一，主要發(fā)表凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的高水平前沿學(xué)術(shù)成果，被國際物理學(xué)界廣泛認(rèn)可為學(xué)術(shù)聲譽(yù)較高的期刊之一。

SW40中的本征ⅲ型狄拉克錐:高對稱線上的能帶結(jié)構(gòu)圖和態(tài)密度；狄拉克錐附近的三維能帶結(jié)構(gòu)圖；狄拉克錐附近各個方向的費(fèi)米速度。

碳是一種重要的元素，它可以以多種形式存在于自然界，如金剛石、石墨和有機(jī)物。自2004年發(fā)現(xiàn)單層石墨烯以來，由于其優(yōu)異的物理性能，二維碳材料引起了廣泛的關(guān)注。由于碳元素的鍵合特性，石墨烯中存在大量的二維異構(gòu)體，使得二維碳材料具有極其豐富的物理性質(zhì)。近年來，探索新的石墨烯二維異構(gòu)體一直是計算凝聚態(tài)物理的重要研究熱點之一，并從理論上預(yù)測了大量潛在的石墨烯二維異構(gòu)體。緊束縛近似是描述二維碳異構(gòu)體電子性質(zhì)的常用而重要的方法。然而，用于描述二維碳材料的緊束縛模型和參數(shù)都依賴于結(jié)構(gòu)，這是不可移植的。尋找普適的緊束縛模型和參數(shù)是一項非常重要和有意義的工作，它不僅可以深入理解它們的物理性質(zhì)，而且可以克服大系統(tǒng)中第一性原理計算量大的問題。

2018年7月，龔振浩進(jìn)入邵峰實驗班科研興趣小組。在學(xué)術(shù)導(dǎo)師李進(jìn)副教授指導(dǎo)下，研究緊束縛近似和第一性原理計算方法，用FORTRAN語言編寫緊束縛代碼和參數(shù)擬合程序，在何副教授指導(dǎo)下，利用課題組前期開發(fā)的晶體結(jié)構(gòu)搜索代碼RG2搜索到30個新的二維sp2碳晶體結(jié)構(gòu)，并利用第一性原理研究了這些二維石墨烯異構(gòu)體的穩(wěn)定性和電子性質(zhì)。他們的研究表明，由斯通-威爾士缺陷的周期性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形成的二維碳結(jié)構(gòu)在能量和動力學(xué)上是穩(wěn)定的。SW40是一種具有本征III型狄拉克錐的半金屬材料，狄拉克錐附近的電子態(tài)具有很強(qiáng)的各向異性。為了了解SW40的稀有電子性質(zhì)，他們提出了一個距離相關(guān)的緊束縛模型，并優(yōu)化了一組可移植性好的參數(shù)，既能準(zhǔn)確描述SW40及其應(yīng)變的電子性質(zhì)，又能準(zhǔn)確描述其他不同構(gòu)型的半導(dǎo)體、金屬和半金屬二維石墨烯異構(gòu)體的電子性質(zhì)。

應(yīng)力可調(diào)的狄拉克錐:壓應(yīng)力下從ⅲ型到ⅱ型；在拉伸應(yīng)力下，它從第三類變?yōu)榈谝活?.

他們的研究成果發(fā)表在今年4月23日的《物理評論B》第101期上。湘潭大學(xué)為第一單位，龔振浩為第一作者，何為聯(lián)合記者。這項工作得到了國家自然科學(xué)基金和教育部創(chuàng)新團(tuán)隊項目的支持。

“邵峰”物理實驗班是湘潭大學(xué)的試點項目之一。龔振浩曾獲全國大學(xué)生數(shù)學(xué)競賽省級二等獎、湖南省大學(xué)生物理競賽學(xué)校二等獎、湘潭大學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科獎學(xué)金、邵峰勵志獎學(xué)金。目前，他已被中國南方科技大學(xué)錄取為碩士研究生。