Metal–Insulator Transition and Other Electronic Properties of AB-Stacked Bilayer Graphene Deposited on a Ferromagnetic Substrate

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Using a simple theoretical model, AB-stacked bilayer graphene deposited on a ferromagnetic insulating substrate is studied. In addition to the exchange Zeeman field induced by the substrate, the model allows one to take into account the effective external electric field perpendicular to the graphene sample plane (such field arises due to the contact with the substrate and can also be induced by applying a gate voltage). It has been demonstrated that AB-stacked graphene in zero electric field is in a metallic state. As the field increases, a transition to the insulating phase occurs. The spectrum of electron states, the band gap, and other characteristics of the phases on both sides of the metal−insulator transition have been calculated. Our results are consistent with density functional theory calculations and can be useful for spintronics.

About the authors

I. E. Gobelko

Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University)

Email: arozhkov@gmail.com
141700, Dolgoprudnyi, Moscow region, Russia

A. V. Rozhkov

Institute for Theoretical and Applied Electrodynamics, Russian Academy of Sciences

Email: arozhkov@gmail.com
125412, Moscow, Russia

D. N. Dresvyankin

Skolkovo Institute of Science and Technology

Author for correspondence.
Email: arozhkov@gmail.com
121205, Moscow, Russia

References

  1. W. Han, R. K. Kawakami, M. Gmitra, and J. Fabian, Nature Nanotechnology, 9, 794 (2014).
  2. S. Roche, J. ˚Akerman, B. Beschoten et al. (Collaboration), 2D Mater. 2, 030202 (2015).
  3. S. S. Gregersen, S. R. Power, and A.-P. Jauho, Phys. Rev. B 95, 121406(R) (2017).
  4. K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, and A. A. Firsova, Science 306, 5696 (2004).
  5. I. S. Sokolov, D. V. Averyanov, O. E. Parfenov, I. A. Karateev, A. N. Taldenkov, A. M. Tokmachev, and V. G. Storchak, Mater. Horiz. 7, 1372 (2020).
  6. A. V. Rozhkov, A. O. Sboychakov, A. L. Rakhmanov, and F. Nori, Phys. Rep. 648, 1 (2016).
  7. P. Wei, S. Lee, F. Lemaitre, L. Pinel, D. Cutaia, W. Cha, F. Katmis, Y. Zhu, D. Heiman, J. Hone, J. S. Moodera, and C.-T. Chen, Nat. Mater. 15, 711 (2016).
  8. K. Zollner, M. Gmitra, T. Frank, and J. Fabian, Phys. Rev. B 94, 155441 (2016).
  9. K. Zollner, M. Gmitra, and J. Fabian, New J. Phys. 20, 073007 (2016).
  10. P. Michetti, P. Recher, and G. Iannaccone, Nano Lett. 10, 4463 (2010).
  11. A. B. Kuzmenko, I. Crassee, D. van der Marel, P. Blake, and K. S. Novoselov, Phys. Rev. B 80, 165406 (2009).
  12. H. Min, B. Sahu, S. K. Banerjee, and A. H. MacDonald, Phys. Rev. B 75, 155115 (2007).
  13. E. McCann, Phys. Rev. B 74, 161403(R) (2006).
  14. E. McCann and V. I. Fal'ko, Phys. Rev. Lett. 96, 086805 (2006).
  15. E. A. Henriksen and J. P. Eisenstein, Phys. Rev. B 82, 041412(R) (2010).
  16. A. B. Kuzmenko, E. van Heumen, D. van der Marel, P. Lerch, P. Blake, K. S. Novoselov, and A. K. Geim, Phys. Rev. B 79, 115441 (2009).
  17. E. V. Castro, K. S. Novoselov, S. V. Morozov, N. M. R. Peres, J. M. B. Lopes dos Santos, J. Nilsson, F. Guinea, A. K. Geim, and A. H. Castro Neto, Phys. Rev. Lett. 99, 216802 (2007).
  18. Д. Н. Дресвянкин, А. В. Рожков, А. О. Сбойчаков, Письма в ЖЭТФ 114(12), 824 (2021).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2023 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».