石墨烯、硅烯纳米器件量子输运性质研究进展

发布时间：2024-02-20 01:03

　　简要介绍石墨烯与硅烯的起源及研究现状,阐述石墨烯异质结的Klein隧穿现象,分析外磁场调控下透射率的变化。讨论了外加电场和机械应力作用下,硅烯异质结输运性质的变化。由于硅烯自旋和谷自由度之间有较强的耦合相互作用,因此施加机械应力和电场可以有效调控体系的输运性质。最后,展望了这2种新材料的应用前景。研究表明:垂直磁场能有效地调控石墨烯的Klein隧穿现象。

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【部分图文】：

图1石墨烯结构示意图

实验制备成功前,物理学家认为二维石墨烯不可能独立存在,它们最终会回到三维的结构[4],因为热涨落导致原子位移,使晶体不稳定。当时的实验结果表明,合成一定厚度下的薄层晶体是不可能的。然而,最近的研究发现,使用机械剥落方法可以得到独立的单层石墨烯[5],二维晶体的成功合成开辟了崭新的....

图6透射率随入射角度的变化关系[29]

式中,Wy是石墨烯的横向宽度,G0=e2kFWy/(πh)是电导单位。式(4)中,根据波矢量ky=kFsinθ的定义,可将ky的积分变换为入射角θ的积分。计算结果如图6所示,其中,计算参数为B1=0,L=100nm,L1=30nm,门电压V0=200meV,费米能EF=20....

图7电导与门电压的变化关系[29]

计算结果如图6所示,其中,计算参数为B1=0,L=100nm,L1=30nm,门电压V0=200meV,费米能EF=200meV。B2=0表示无磁场作用情况,垂直入射的电子(θ=0)透射率等于2,完全隧穿通过中心散射区,呈现典型的Klein隧穿效应。当在中心区域施加垂直磁....

图8电场作用下硅烯的能带结构图[38]

近年来,研究人员在实验上成功生长了单层的蜂窝状的硅烯[34-36],激发了科学家极大的研究热情[37-38]。类似于石墨烯,硅烯也具有狄拉克锥形的能带结构,因此石墨烯中新奇的量子现象都有望在硅烯中找到,而且,硅烯更容易与现代工业中广泛应用的硅基电子器件集成,将会有更好的应用前景。....

本文编号：3903601