石墨烯电子通道的传输效率以及AB效应的研究

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石墨烯作为性能优良的新型纳米材料在近几年来备受瞩目,其独特的能带结构使得它具有一系列新奇的物化特性。在电子输运的方面它表现出了许多优异的性能,使得其在信息传输方面颇具发展前景。目前门电压控制的石墨烯纳米带作为一种传输电子的通道,被人们广为研究。电子在其中的输运方式遵循Snell定律,与电磁波在光纤中的传输相似。通过操控不同区域的外加门电压就能够使得电子在特定的区域内进行高效的输运。另外,它作为一种研究模型也在实验中被广泛运用,例如形成环形通道研究Aharanov-Bhom(AB)效应。AB效应作为一个重要的量子干涉效应至今仍在被科学家们所关注。在本文中,工作主要是运用了紧束缚近似模型以及格林函数的方法,从理论上研究模拟了门电压控制下的石墨烯电子通道的输运情况。首先,我们研究了门电压控制下的二端口石墨烯电子通道的输运性质。从能谷的角度分析了通道中电子态的输运情况。发现在二端口的体系中,边缘态参与导电,并且贡献了2ne~2/h的电导值。整个输运过程的谷间散射很弱。此外,我们研究了四端口石墨烯电子通道的输运特性及AB效应。对于四端口电子直通道,电导值是量子化的,并且传导效率在通道处于光纤机制时是最高的。对于两个通道形成的AB干涉环,量子化的电导在通道中只有几个模式的时候出现。通道内的态密度图在散射很强的时候显示了量子疤痕。对于外加磁场很小的时候,电导由于AB干涉的原因产生了清晰的震荡。在零磁场下,电导震荡的最大值出现在了缺少谷间散射的时候,最后,我们用一个简单的模型对这个结果进行了解释。
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