應(yīng)變石墨烯中的Dirac粒子在磁勢壘中的輸運.pdf

1、石墨烯是一種新型的二維單原子層結(jié)構(gòu)的碳納米材料,由于其突出的電子、光學(xué)性質(zhì),例如反常量子霍爾效應(yīng),克萊因隧穿,鏡面Andreev反射,最小電導(dǎo)率等,引起人們的強烈關(guān)注和深入研究。石墨烯中的Dirac電子服從相對論性的無質(zhì)量Dirac方程,在緊束縛近似結(jié)構(gòu)下,可通過對布里淵區(qū)中特殊點K和K￠處的泰勒展開獲得。石墨烯器件通常生長在某種物理介質(zhì)上,例如,二氧化硅、氧化鋁等絕緣基板上,由于晶格匹配的問題,往往產(chǎn)生應(yīng)力,本文正是基于這種實際情形下

2、的考量,對理想的單層石墨烯中的電子哈密頓量做了各向異性的修正,本論文內(nèi)容主要分兩部分:
　　(1)首先研究理想石墨烯中的Dirac粒子在周期性電場勢作用影響下,通過在多個量子阱/壘中構(gòu)造分段傳遞矩陣,從而得到Dirac粒子在該結(jié)構(gòu)中的透射率、電導(dǎo)和電流。我們的傳遞矩陣既能解決無奇異矩陣元情形也能解決矩陣元有奇異性的情形;接下來我們研究了相應(yīng)的超晶格結(jié)構(gòu),數(shù)值分析相應(yīng)的能帶結(jié)構(gòu)和態(tài)密度,從中發(fā)現(xiàn)超晶格的晶格長度在能帶結(jié)構(gòu)和態(tài)密度中起

3、著關(guān)鍵性的作用,例如影響能隙的變化、導(dǎo)帶與價帶接觸點位置變化、態(tài)密度曲線圖中的凸起。
　　(2)研究兩種應(yīng)力作用于磁場中的石墨烯多量子阱結(jié)構(gòu),一種是正磁場處的石墨烯條有應(yīng)力,負磁場處為理想石墨烯條的結(jié)構(gòu),另一種正負磁場處石墨烯條全部有應(yīng)力的結(jié)構(gòu)。在各向異性的哈密頓量下,研究并解釋其透射率,量子阱結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)及相應(yīng)的能帶結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)應(yīng)變有利于提高Dirac粒子的透射率,顯著改變電導(dǎo),而且由于應(yīng)力的不同,兩種結(jié)構(gòu)下的能帶圖有著明顯的差異。