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自旋轨道耦合作用下石墨烯pn结的电子输运性质

陈东海 杨谋 段后建 王瑞强

自旋轨道耦合作用下石墨烯pn结的电子输运性质

陈东海, 杨谋, 段后建, 王瑞强
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  • 本文研究了自旋轨道耦合作用下石墨烯纳米带pn结的电子输运性质. 当粒子的入射能量处于pn结两端势能之间时, 粒子将会以隧穿的形式通过石墨烯pn结, 同时伴随着电子空穴转换. 电导随费米能的变化曲线呈不等高阶梯状, 并在费米能位于pn结两端能量中点时取得最大值. 随着石墨烯pn结长度的增加, 电导以指数形式衰减. 自旋轨道耦合作用导致的能隙会使电导显著减小, 而边缘态的粒子则可以几乎毫无阻碍地通过pn结. 本文用一个简单的子带隧穿模型解释了上述特征. 最后还研究了在pn转换区中掺入替位杂质的情况. 在弱杂质下, 电导随费米能变化的曲线将不再对称; 当杂质较强时, 仅边界态的形成的电导台阶能够保持.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11274124, 11474106)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-11-10
  • 修回日期:  2014-12-19
  • 刊出日期:  2015-05-05

自旋轨道耦合作用下石墨烯pn结的电子输运性质

  • 1. 广东省量子调控工程与材料重点实验室, 华南师范大学物理与电信工程学院, 广州 510006
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11274124, 11474106)资助的课题.

摘要: 本文研究了自旋轨道耦合作用下石墨烯纳米带pn结的电子输运性质. 当粒子的入射能量处于pn结两端势能之间时, 粒子将会以隧穿的形式通过石墨烯pn结, 同时伴随着电子空穴转换. 电导随费米能的变化曲线呈不等高阶梯状, 并在费米能位于pn结两端能量中点时取得最大值. 随着石墨烯pn结长度的增加, 电导以指数形式衰减. 自旋轨道耦合作用导致的能隙会使电导显著减小, 而边缘态的粒子则可以几乎毫无阻碍地通过pn结. 本文用一个简单的子带隧穿模型解释了上述特征. 最后还研究了在pn转换区中掺入替位杂质的情况. 在弱杂质下, 电导随费米能变化的曲线将不再对称; 当杂质较强时, 仅边界态的形成的电导台阶能够保持.

English Abstract

参考文献 (30)

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