Weyl半金属异质结中的量子输运问题的研究

发布时间：2024-09-28 15:17

　　1928年,Dirac提出描述自旋为1/2的费米子的波动方程。用此Dirac方程来描述布里渊区某些点周围的低能激发。石墨烯便是属于此Dirac材料体系。由于石墨烯的弱自旋轨道相互作用,使得人们通过外延生长的方法制备出石墨烯的类似物硅烯。硅烯的强自旋轨道耦合使得它出现了很多吸引人的特性,如:量子自旋霍尔效应,巨磁阻效应等等。在外加电场和交换场存在下,硅烯可以产生各种可调的量子效应。这些特性使硅烯成为下一代纳米电子学的优秀材料。1929年Weyl发现,当Dirac方程中的质量为零时,该方程就变成了Weyl方程。可以用Weyl方程来描述有些凝聚态体系中的低能激发行为的材料叫做Weyl半金属。Weyl半金属中导带和价带相接触的点叫做Weyl点,Weyl点必须要成对出现,是拓扑稳定的。Weyl费米子的拓扑保护性,预计可用来实现拓扑量子计算的高容错问题。本文基于硅烯和Weyl半金属中新奇的物理性质,我们探索了他们的电子输运特性。具体内容安排如下:第一章主要介绍了硅烯和Weyl半金属的基本性质以及实验发现。第二章介绍了研究硅烯和Weyl半金属电子输运性质用到的理论方法,包括狄拉克电子体系的量子隧穿、转...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 Dirac费米子
    1.2 硅烯的结构和传输性能
    1.3 从Dirac方程到Weyl方程
    1.4 Weyl半金属简介
第二章 理论模型及方法
    2.1 凝聚态物理中的Dirac电子态
    2.2 Dirac电子体系的量子隧穿
    2.3 转移矩阵方法
第三章 铁磁硅烯中速度势垒在自旋和谷相关输运下的影响
    3.1 研究背景
    3.2 理论模型及推导
    3.3 数值计算结果和讨论
        3.3.1 ?_z在三个区域是相同的
        3.3.2 在第I和III区域?z=
    3.4 本章小结
第四章 存在能带倾斜的Weyl半金属中的磁输运
    4.1 研究背景
    4.2 理论模型及推导
    4.3 数值计算结果和分析
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 文章总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻硕期间取得的研究成果



本文编号：4006191