石墨烯 $p$-$n$ 结中的手性界面态

我们对均匀磁场作用下石墨烯单层中 $p$-$n$ 结附近形成的单向界面态进行了理论分析。这些态的半经典极限对应于通过组合的跳跃 - 蛇行运动沿 $p$-$n$ 界面传播的轨迹。通过研究具有磁场和静电势阶跃的二维 Dirac 方程，我们给出并讨论了直结和圆形结的量子力学本征问题的精确且本质上的解析解。能谱由局域化的类 Landau 态和单向蛇行 - 跳跃界面态组成，其中我们总是发现至少一个手性界面态。对于直结且在 Dirac 点附近的能量，当增加势阶跃高度时，该态的群速度以振荡方式在交叉电磁场中的经典漂移速度与纯蛇行运动预期的半经典值之间插值。远离 Dirac 点时，手性界面态则类似于相应 Schr"odinger 情形中发现的常规跳跃（边缘型）运动。我们还研究了圆形几何结构，预测手性界面态会诱导显著的平衡环电流。