交叉石墨烯纳米带作为电子量子光学的分束器和反射镜
介观与纳米尺度物理
2020-07-28 v2
摘要
我们从理论上分析了由两条交叉石墨烯纳米带（GNRs）组成的四端电子器件，并证明它们可以用作分束器或反射镜。这些特性是针对低能区（仅存在单个价带或导带）的电子识别的。我们的建模基于 轨道紧束缚，采用 Slater-Koster 型矩阵元，并精确拟合了密度泛函理论计算得到的低能带。我们系统地分析了所有可以用锯齿型或扶手椅型 GNRs 以 AA 和 AB 堆叠方式构建的器件。利用 Green 函数理论，我们量化了弹性电子输运性质随纳米带宽度的变化。我们发现，由相对较窄的锯齿型 GNRs 和 AA 堆叠的扶手椅型 GNRs 组成的器件是实现电子分束器的最有希望的候选者，其在两个输出端口的比率接近 50-50。而具有较宽纳米带的结构则提供电子反射镜（电子波主要传输到另一条纳米带的输出端）或电子滤波器（散射敏感地依赖于传播电子的波长）。我们还测试了这些输运性质对交叉角、堆叠模式、晶格变形（单轴应变）、GNR 间距离以及层间静电势差变化的鲁棒性。这些通用特征表明，GNRs 是构建电子量子光学装置的有趣基本组件。
引用
@article{arxiv.2005.11391,
title = {Crossed graphene nanoribbons as beam splitters and mirrors for electron quantum optics},
author = {Sofia Sanz and Pedro Brandimarte and Géza Giedke and Daniel Sánchez-Portal and Thomas Frederiksen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.11391},
year = {2020}
}