弹道石墨烯结中的电子光学
介观与纳米尺度物理
2016-10-14 v1
摘要
穿过弹道半导体结传输的电子发生折射，类似于光线穿过光学边界。pn结在理论上提供了负折射率介质的等价物，实现了诸如负折射和完美（Veselago）透镜等新颖电子光学。在石墨烯中，线性色散和无间隙能带结构通过简单静电门控实现了高度透明的pn结，这是传统半导体无法实现的。此外，室温下微米尺度上的弹道输运已经实现，为基于电子透镜的新一代器件提供了理想平台。然而，这些效应的稳健演示一直未能实现。在此，我们采用横向磁聚焦探测穿过静电定义的石墨烯结的传播。我们发现与预测的电子斯涅尔定律完全吻合，包括观察到正折射和负折射。穿过pn结的共振透射直接测量了角度依赖的透射系数，并且我们展示了与理论的良好吻合。将实验数据与模拟比较揭示了有效结宽所起的关键作用，为未来器件设计提供了指导。我们的结果为实现基于石墨烯pn结的新颖电子光学铺平了道路。
引用
@article{arxiv.1602.08182,
title = {Electron optics with ballistic graphene junctions},
author = {Shaowen Chen and Zheng Han and Mirza M. Elahi and K. M. Masum Habib and Lei Wang and Bo Wen and Yuanda Gao and Takashi Taniguchi and Kenji Watanabe and James Hone and Avik W. Ghosh and Cory R. Dean},
journal= {arXiv preprint arXiv:1602.08182},
year = {2016}
}