交叉锯齿形石墨烯纳米带在高自旋金属态中的电子束分裂效应
介观与纳米尺度物理
2025-01-15 v1
摘要
本文分析了一种由两条具有锯齿边缘的石墨烯纳米带（ZGNRs）组成的器件在总磁化强度不为零的自旋态中的电子输运性质。虽然ZGNRs的基态已被证明在边缘电子之间呈现反铁磁有序，但对于宽ZGNRs——其中边缘的局域自旋态解耦且交换相互作用接近零——在相对较小的磁场存在下，铁磁（FM）自旋构型实际上可以成为能量最低的状态。基于此，通过将周期性ZGNR的总能量作为每个晶胞磁化强度的函数进行比较，我们获得了完美纳米带的最低能量FM类解，以及由交叉ZGNRs组成的四端器件的最低能量FM类构型，以及激发系统至该自旋构型所需的临界磁场。通过进行输运计算，我们分析了层间距和该器件交叉角度在小栅压下的电导率。该问题采用平均场Hubbard哈密顿量结合非平衡格林函数方法进行处理。我们发现，受横向磁场作用的ZGNR器件可以获得确保金属响应和可调谐束分裂性质的高自旋构型，使该体系成为研究单电子激发电子量子光学的有前景的设置。
引用
@article{arxiv.2408.08787,
title = {Electron beam splitting effect with crossed zigzag graphene nanoribbons in high-spin metallic states},
author = {Sofia Sanz and Géza Giedke and Daniel Sánchez-Portal and Thomas Frederiksen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.08787},
year = {2025}
}