双层石墨烯—超导体隧穿结中的双极性热电效应
介观与纳米尺度物理
2023-04-11 v4 超导电性
摘要
我们研究了一种由二维碳基材料与超导体组成的混合纳米器件的热电性质。该系统呈现出由双层石墨烯(BLG)与 Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) 超导体之间隧穿结中粒子—空穴(PH)对称性的自发破缺所诱导的非线性双极性热电效应。在此方案中，在 SIS' 结中已被预言并观测到的非线性热电效应不受约瑟夫森耦合竞争效应的影响。从基础视角看，该效应最引人入胜的特征在于其双极性。开启并调控 BLG 能隙的能力保证了改善的热电性能，其塞贝克系数可达 1 mV/K，在数十开尔文的温度梯度下功率密度达 1 nW/m。此外，外部控制的栅极也可对本征 PH 对称的 BLG 进行掺杂，使我们得以在受控抑制 PH 对称性的情形下研究双极性热电效应。得益于现有的纳米加工技术，该系统所展现出的预测稳健性有望推动近期的进一步实验研究与应用。
引用
@article{arxiv.2207.08908,
title = {Bipolar Thermoelectricity in Bilayer-Graphene--Superconductor Tunnel Junctions},
author = {Lorenzo Bernazzani and Giampiero Marchegiani and Francesco Giazotto and Stefano Roddaro and Alessandro Braggio},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.08908},
year = {2023}
}