二维棋盘格晶格中手性-2费米子诱导的反Klein隧穿

本文研究了二维（2D）棋盘格晶格中的量子隧穿效应。通过基于低能有效哈密顿量分析二维棋盘格晶格中态的赝自旋织构，我们发现该系统具有等于2的手性对称性。尽管与常规手性费米子相比，其赝自旋取向并非均匀变化。这表明完美反射手性隧穿（也称为反Klein隧穿）也有望在棋盘格晶格中出现。为了验证这一猜想，我们计算了透射概率，发现正入射电子态可以被内部具有空穴态的势垒完美反射，反之亦然。此外，我们还利用递归格林函数方法数值计算了棋盘格纳米管的隧穿电导。结果表明，通过将入射态的能量限制在一定范围内，可以实现完美的开关比。这也表明，通过调节势垒，棋盘格纳米管能够作为完美的“频带滤波器”或“隧穿场效应晶体管”工作，根据入射电子的赝自旋选择性地透射电子。