具有自旋轨道耦合的栅极调控AA堆叠多层石墨烯的动力学电导率

提出了一种高效方法，无需对巨大哈密顿矩阵进行数值对角化也无需计算繁琐的格林函数，即可获得具有内禀自旋轨道耦合（SOC）的栅极调控AA堆叠 $N$ 层石墨烯（AANLG）的精确能谱与动力学电导率。通过适当的变换矩阵，AANLG的 $2N \times 2N$ 紧束缚哈密顿矩阵、速度算符和格林函数表示同时被约化为 $N$ 个 $2\times 2$ 对角块矩阵。具有内禀SOC的栅极调控AANLG被约化为 $N$ 个类石墨烯层。类石墨烯层的能谱为 $E= \varepsilon _{\bot}\pm \varepsilon_{||}$。$\varepsilon _{\bot}$ 依赖于层间相互作用、栅极电压和层数。$\varepsilon_{||}=\sqrt{E_{MG}^2+ \Delta^2}$，其中 $E_{MG}$ 是单层石墨烯的能谱，$\Delta$ 是内禀SOC的大小。更重要的是，通过将对角块速度算符和格林函数表示代入Kubo公式，表明AANLG的精确动力学电导率为 $\sigma = \Sigma_{j=1} ^N \sigma_j$，即 $N$ 个类石墨烯层动力学电导率之和。给出了 $\sigma_j$ 的解析形式，并清晰展示了 $\sigma_j$ 对 $\varepsilon_{\bot}$、$\Delta$ 和化学势的依赖关系。此外，利用给出的精确能谱探讨了Rashba SOC对AANLG电子性质的影响。