石墨烯及类石墨烯二维材料的量子泵浦研究

发布时间：2018-02-03 11:42

  本文关键词： 石墨烯 类石墨烯 自旋流 谷电流 量子泵浦　出处：《华南理工大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：本文主要研究石墨烯及类石墨烯二维六角晶格材料体系中的绝热量子泵浦过程。第一章绪论部分集中介绍了石墨烯二维六角晶格材料的基本性质,包括自旋电子学和谷电子学的基本概念、量子泵浦的基本原理、以及论文的主要研究目标。第二章讨论了研究工作所涉及的理论模型和计算方法,包括描述类石墨烯结构中电子运动的Dirac方程、结构应变的等效势、以及量子泵浦的散射矩阵理论。第三章是研究工作的主要部分,采用绝热量子泵浦理论研究石墨烯及类石墨烯二维六角晶格材料体系中的泵浦自旋流和泵浦谷电流。考虑在石墨烯系统中同时施加随时间周期性变化的拉伸和势垒变化的泵浦过程,研究发现:(1)系统能够泵浦出纯自旋流和纯谷电流,且泵浦电荷流为零;(2)通过选择泵浦参数可以改变泵浦自旋流和谷电流的幅度;(3)增大拉伸应变幅度,泵浦谷电流不断减小;(4)在石墨烯体系中间区域施加一个静态的磁场,破坏系统的时间反演对称性,此时体系出现泵浦自旋极化流和泵浦谷极化流,且泵浦电荷流不为零。第四章主要是对文章内容的总结归纳和对未来研究工作的进一步规划和展望。
[Abstract]:In this paper, the adiabatic quantum pumping process in graphene and graphene like hexagonal lattice materials is studied. In the first chapter, the basic properties of graphene two-dimensional hexagonal lattice materials are introduced. It includes the basic concepts of spin electronics and valley electronics, the basic principle of quantum pumping, and the main research objectives of the thesis. Chapter 2 discusses the theoretical models and calculation methods involved in the research work. It includes the Dirac equation describing the electron motion in graphene structure, the equivalent potential of the strain of the structure and the scattering matrix theory of quantum pumping. Chapter 3 is the main part of the research. The pump spin flow and pump valley current in graphene and graphene like hexagonal lattice system are studied by adiabatic quantum pumping theory. The tension and potential with periodic variation over time are considered in graphene system. The pumping process of barrier variation. It is found that the system can pump the pure spin current and the pure valley current, and the pump charge current is zero. 2) the amplitude of pump spin current and valley current can be changed by selecting pump parameters; (3) increasing the tensile strain amplitude, the pump valley current decreases continuously; (4) A static magnetic field is applied in the middle region of graphene system, which destroys the time inversion symmetry of the system, when the pump spin polarization flow and pump valley polarization flow occur in the system. And the pump charge flow is not zero. Chapter 4th is a summary of the content of the paper and the further planning and prospect of the future research work.
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O613.71

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