石墨烯纳米带中杂质散射的电导足迹

我们报告了一项详细的解析研究，探讨了扶手椅型石墨烯纳米带中尺寸量子化与局部散射中心之间的相互作用及其在电导中的体现。局部散射中心的散射特性取决于它是位于一个子晶格上（A 位点杂质）还是同时位于两个子晶格上（位于相邻碳原子上的杂质，即 A-B 位点杂质）。A 位点杂质的散射方式类似于二维电子气构成的一维通道中的局域杂质。另一方面，A-B 位点杂质引入了 A 到 B 子晶格的散射，这种散射知晓狄拉克电子的手性，并严重影响电导。对于 A 位点杂质，杂质处的倏逝波与贡献于电导的传播模式之间的相互作用导致了散射共振，从而在电导中产生凹陷或使杂质完全透明。后者发生在开启模式的波矢为零的子带底能量处，因此无缺陷石墨烯的电导在这些能量处保持不变。这类似于二维电子气构成的量子通道中散射中心的情况。电导凹陷出现在距离电导台阶$\Delta E$的能量处，其位置直接取决于杂质强度。特别是，对于排斥性杂质，凹陷出现在空穴掺杂情况下，而对于吸引性杂质则出现在电子掺杂情况下。对于 A-B 位点杂质，A 到 B 子晶格的散射在子带底能量处与透射共振发生干涉，杂质从不透明，且无缺陷石墨烯纳米带的电导台阶总是消失。我们推导了一个适用于任意散射区域和任意数量引线的石墨烯引线广义 Fisher-Lee 公式。