边缘电场控制的锯齿状硅片纳米线中的能带弯曲与零电导谐振

我们研究了在对锯齿状硅片纳米线边缘施加电场时，其能带结构和传输性质。发现可以通过反向边缘电场诱导能带弯曲，这可以基于边缘态的波函数进行理解。最高价带和最低导带在能带弯曲区域共存。随着边缘势能的缩小，弯曲程度逐渐增大。当边缘电场变为对称时，由于固有的自旋轨道相互作用，可在 Dirac 点获得能带不对称的隧穿，表明出现谷极化量子自旋格林州态。该隧穿随电场增大而快速达到最大值，然后缓慢减小。由于能带弯曲、带选规则和谐振态的共同作用，在不同区域出现许多零电导谐振和谐振峰，可用 Fano 谐振效应进行描述。此外，能带弯曲和零电导谐振对 Hubbard 相互作用具有鲁棒性。Hubbard 相互作用可作为自旋依赖的边缘电场与边缘电场联合作用，导致自旋依赖的能带隙及各种量子相，如金属和半金属。