电场诱导的锯齿形石墨烯纳米带中的注入电流与位移电流
介观与纳米尺度物理
2021-09-08 v1
摘要
我们理论研究了在横跨纳米带施加静态电场、通过偶极相互作用打破反演对称性以产生非零二阶光学响应的锯齿形石墨烯纳米带中的单色注入电流与位移电流。这两类电流可由特定光偏振分别激发：圆偏振光激发注入电流，线偏振光激发位移电流。基于由碳 2p 轨道构成的紧束缚模型，我们数值计算了注入系数与位移电导率的谱，以及它们对静态场强和纳米带宽度的依赖。谱中显现出许多与不同子带间光学跃迁相关的峰，这些峰的位置与幅值可由静态电场有效调控。通过构建简单的两能带模型，发现静态电场以非微扰方式修饰边缘态，且其关联的光学跃迁在低光子能量下主导电流产生。对于典型参数，如静态场 10 V/m 与光强 0.1 GW/cm，宽度为 5 nm 的纳米带中注入与位移电流的大小可达 1 A 量级。我们的结果为实现基于石墨烯纳米带的无源光电器件提供了物理基础。
引用
@article{arxiv.2106.04977,
title = {Electric field induced injection and shift currents in zigzag graphene nanoribbons},
author = {Yadong Wei and Weiqi Li and Yongyuan Jiang and Jinluo Cheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.04977},
year = {2021}
}