簡要介紹石墨烯與硅烯的起源及研究現(xiàn)狀,闡述石墨烯異質(zhì)結(jié)的Klein隧穿現(xiàn)象,分析外磁場調(diào)控下透射率的變化。討論了外加電場和機械應(yīng)力作用下,硅烯異質(zhì)結(jié)輸運性質(zhì)的變化。由于硅烯自旋和谷自由度之間有較強的耦合相互作用,因此施加機械應(yīng)力和電場可以有效調(diào)控體系的輸運性質(zhì)。最后,展望了這2種新材料的應(yīng)用前景。研究表明:垂直磁場能有效地調(diào)控石墨烯的Klein隧穿現(xiàn)象。

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圖1石墨烯結(jié)構(gòu)示意圖

實驗制備成功前,物理學(xué)家認為二維石墨烯不可能獨立存在,它們最終會回到三維的結(jié)構(gòu)[4],因為熱漲落導(dǎo)致原子位移,使晶體不穩(wěn)定。當(dāng)時的實驗結(jié)果表明,合成一定厚度下的薄層晶體是不可能的。然而,最近的研究發(fā)現(xiàn),使用機械剝落方法可以得到獨立的單層石墨烯[5],二維晶體的成功合成開辟了嶄新的....

圖6透射率隨入射角度的變化關(guān)系[29]

式中,Wy是石墨烯的橫向?qū)挾?G0=e2kFWy/(πh)是電導(dǎo)單位。式(4)中,根據(jù)波矢量ky=kFsinθ的定義,可將ky的積分變換為入射角θ的積分。計算結(jié)果如圖6所示,其中,計算參數(shù)為B1=0,L=100nm,L1=30nm,門電壓V0=200meV,費米能EF=20....

圖7電導(dǎo)與門電壓的變化關(guān)系[29]

計算結(jié)果如圖6所示,其中,計算參數(shù)為B1=0,L=100nm,L1=30nm,門電壓V0=200meV,費米能EF=200meV。B2=0表示無磁場作用情況,垂直入射的電子(θ=0)透射率等于2,完全隧穿通過中心散射區(qū),呈現(xiàn)典型的Klein隧穿效應(yīng)。當(dāng)在中心區(qū)域施加垂直磁....

圖8電場作用下硅烯的能帶結(jié)構(gòu)圖[38]

近年來,研究人員在實驗上成功生長了單層的蜂窩狀的硅烯[34-36],激發(fā)了科學(xué)家極大的研究熱情[37-38]。類似于石墨烯,硅烯也具有狄拉克錐形的能帶結(jié)構(gòu),因此石墨烯中新奇的量子現(xiàn)象都有望在硅烯中找到,而且,硅烯更容易與現(xiàn)代工業(yè)中廣泛應(yīng)用的硅基電子器件集成,將會有更好的應(yīng)用前景。....

本文編號：3903601