- Không đối xứng:Các nguyên tử cacbon ở hai màng không đối xứng nhau qua mặt phẳng phân cách giữa hai lớp.
Lớp kép này là chất bán dẫn vùng cấm thẳng,khác với đơn lớp lớp kép có khe vùng năng lượng.Độ rộng khe năng lượng giữa vùng hóa trị và vùng dẫn có thể thay đổi một cách đơn giản bằng cách đặt một điện trường ngoài ở nhiệt độ phòng.Kết quả này do nhóm nghiên cứu của Antonio Castro(Đại học Boston –Hoa Kỳ) cùng các đồng nghiệp đưa ra. Khe vùng này có thể kiểm sốt một cách chính xác từ 0 tới 250 mili-electron vôn.
Dưới tác dụng của điện trường ngoài tạo ra một sự chênh lệch các điện tử mang điện tích âm ở một lớp và các lỗ trống mang điện tích dương ở lớp còn lại. Các điện tử và lỗ trống này cặp đôi với nhau, tạo ra một chuẩn hạt mà các hành vi của chúng khác hẳn so với từng hạt riêng lẻ. Một đặc tính riêng của các điện tử và lỗ trống trong Graphene là chúng có thể di chuyển trong vật liệu giống như là chúng, khơng có khối lượng nghỉ hay nói cách khác chúng tạo cho vật liệu độ dẫn tốt. Tuy nhiên các chuẩn hạt thì lại có năng lượng nghỉ, khối lượng này dẫn tới việc tạo ra khe năng lượng mà chúng phải vượt qua khi dịng điện có thể truyền qua. Ta có thể so sánh một số điểm cơ bản của graphene đơn lớp (single-layer) với graphene hai lớp ( bi-layer graphene ) như sau:
1) Cấu trúc tinh thể :
Single-layer : đơn giản là chỉ có một lớp hình lục giác, có thể xem là sự lồng vào nhau của 2 mạng tam giác
Bi-layer: gồm 2 single-layer xếp chồng lên nhau, lưu ý 2 lớp này lệch nhau chứ 2 lớp không phải là giống hệt nhau (một lớp đã được quay 1 góc 60 và tịnh tiến).
2) Cấu trúc vùng năng lượng:
Điểm chung của cả 2 vật liệu này là đều là bán kim (tức là bán dẫn khơng có vùng cấm) vùng dẫn và vùng hóa trị tiếp túc nhau tại chỉ 1 điểm gọi là điểm Dirac. Cả 2 đều có tính chất đối xứng của band-structure: vùng dẫn và vùng hóa trị đối xứng với nhau qua đường E = 0.
Single-layer: Hệ thức tán sắc là tuyến tính kiểu E =+- hbar * vF * sqrt(kx^2+ ky^2) Bi-layer: Hệ thức tán sắc là parabolic kiểu E =+- (hbar^2)/(2*m) (kx^2+ ky^2) Một điểm đặc biệt nữa của Bi-layer là có thể tạo được gap bằng cách đặt vào