發(fā)布時間：2017-08-22 14:14

  本文關(guān)鍵詞：石墨烯中零模態(tài)在超導(dǎo)界面的安德烈夫反射

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【摘要】：自2004年英國曼徹斯特大學(xué)兩位物理學(xué)家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫在實驗室成功制得單層石墨后,石墨烯就引起了各個研究領(lǐng)域極大的關(guān)注。經(jīng)過近十多年的探究與發(fā)展,人們發(fā)現(xiàn)石墨烯具有獨特的物理和化學(xué)性質(zhì),迅速成為目前材料科學(xué)和凝聚態(tài)物理研究的熱點之一。日前關(guān)于石墨烯的制備合成方法,石墨烯的性質(zhì)特征的研究以及石墨烯的應(yīng)用都取得了巨大的進展。在石墨烯和超導(dǎo)界面上發(fā)生的安德烈夫反射也有別于普通金屬和超導(dǎo)之間的安德烈夫反射。本論文主要選擇了凝聚態(tài)物理的研究熱點石墨烯和超導(dǎo)體,用石墨烯和超導(dǎo)體形成的異質(zhì)結(jié)為基本模型,研究石墨烯線缺陷中的準(zhǔn)一維態(tài)的安德烈夫反射。二維材料中的零線模態(tài)為電子的輸運提供了準(zhǔn)一維的路徑：二維蜂窩材料中若存在使得兩側(cè)電子有效質(zhì)量異號的線缺陷,則在線缺陷內(nèi)會形成一維的電子通道。由于傳輸模的在動量空間分屬兩個谷,因此相隔較遠,其背散射不太容易發(fā)生。我們從理論上研究了石墨烯中的零模在石墨烯-超導(dǎo)異質(zhì)結(jié)界面發(fā)生的安德烈夫反射。對于兩端口體系,當(dāng)石墨烯是鋸齒型邊緣時,安德烈夫反射系數(shù)可以很大,也可以被強烈抑制,這取決于石墨烯的堆棧特征,此時納米帶中相應(yīng)傳輸波函數(shù)的對稱性質(zhì)也不同。然而,在扶手椅邊緣的石墨烯模型中,安德烈夫反射系數(shù)卻很大,與堆棧特征無關(guān),源于波函數(shù)對稱性的缺失。當(dāng)零線模態(tài)在傳輸過程中垂直改變方向時,且當(dāng)入射電子從鋸齒型邊緣石墨烯模型入射,將發(fā)生完美的安德烈夫反射,系數(shù)為1。在鋸齒型邊緣的四端口混合模型中,發(fā)射回的空穴發(fā)生了干涉加強,導(dǎo)致完美安德烈夫反射,交叉安德烈夫反射的消失。對于扶手椅邊緣模型,干涉效應(yīng)消失,是因為從一條路徑的安德烈夫反射被禁止。在四端口模型中的安德烈夫反射干涉效應(yīng)可以通過中心區(qū)域的態(tài)密度來解釋。由于零模波是嚴(yán)格谷極化的,因此以上研究對于設(shè)計谷電子學(xué)中的超導(dǎo)量子干涉器件有指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：電子輸運 安德烈夫反射 石墨烯 零線模態(tài)
【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O613.71
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-18
• 1.1 引言8-12
• 1.1.1 凝聚態(tài)物理簡介8-9
• 1.1.2 介觀體系9
• 1.1.3 石墨烯和超導(dǎo)材料簡介9-11
• 1.1.4 安德烈夫反射概述11-12
• 1.2 研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 石墨烯納米帶中的兩種安德烈夫反射類型12-13
• 1.2.2 正常超導(dǎo)—石墨烯混合結(jié)界面的量子輸運13-14
• 1.2.3 通過調(diào)控實現(xiàn)安德烈夫回射和鏡面安德烈夫反射14-15
• 1.3 論文研究的背景15-16
• 1.4 本論文的主要研究方法、研究內(nèi)容以及研究意義16-18
• 第二章 石墨烯的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及相關(guān)的理論方法18-32
• 2.1 引言18
• 2.2 碳元素的同素異形體18-21
• 2.3 石墨烯的晶體結(jié)構(gòu)21-26
• 2.3.1 石墨烯的晶體結(jié)構(gòu)和能態(tài)結(jié)構(gòu)21-24
• 2.3.2 石墨烯納米帶24-26
• 2.4 石墨烯的性質(zhì)26-27
• 2.5 相關(guān)理論方法27-32
• 2.5.1 緊束縛近似27
• 2.5.2 格林函數(shù)27-30
• 2.5.3 局域態(tài)密度30-32
• 第三章 兩端口石墨烯中零模態(tài)在超導(dǎo)界面的安德烈夫反射32-42
• 3.1 引言32-33
• 3.2 模型方法33-34
• 3.3 數(shù)值結(jié)果和討論34-41
• 3.3.1 兩端口模型中水平的零線模態(tài)35-37
• 3.3.2 兩端口模型中垂直的零線模態(tài)37-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第四章 多端口石墨烯中零模態(tài)在超導(dǎo)界面的安德烈夫反射42-50
• 4.1 引言42-43
• 4.2 在鋸齒型邊緣模型的安德烈夫反射過程中ZLM的干涉現(xiàn)象43-46
• 4.3 在扶手椅邊緣模型的安德烈夫反射過程中ZLM的干涉現(xiàn)象46-47
• 4.4 分析與討論47-48
• 4.5 本章小結(jié)48-50
• 結(jié)論50-51
• 參考文獻51-58
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果成58-59
• 致謝59

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本文編號：719591