体石墨烯中门诱导载流子密度调制：理论与基于 Matlab pdetool 的静电模拟
介观与纳米尺度物理
2013-06-18 v2
摘要
本文旨在提供关于石墨烯片中门诱导载流子密度理论建模的自包含介绍。为此，引入了相关理论，即经典电容模型 (CCM)、自洽泊松 - 狄拉克方法 (PDM) 和量子电容模型 (QCM)。简要介绍了 Matlab pdetool 的使用，指出了利用该工具解决当前静电问题所需的最少知识。比较了基于这三种方法的结果，表明量子修正（CCM 未考虑而其他两种方法考虑了）仅在金属栅极极其靠近石墨烯片时才起作用，且精确可解的 QCM 与自洽 PDM 效果相当。展示了与实际实验条件相对应的实用示例，包括生成石墨烯 pnp 结和超晶格，以及如何在石墨烯中实现位置线性的背景势，以说明所引入方法的适用性。此外，通过以相同方式处理金属接触，最后一个示例表明 PDM 和 QCM 能够解析接触诱导的掺杂和屏蔽势，与之前的从头算研究吻合良好。
引用
@article{arxiv.1211.3757,
title = {Gate-induced carrier density modulation in bulk graphene: Theories and electrostatic simulation using Matlab pdetool},
author = {Ming-Hao Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1211.3757},
year = {2013}
}
备注
15 pages, 8 figures, significant revision with section 4.5 about contact doping newly added