石墨烯中纳米带间隧穿：原子尺度 Bardeen 方法
介观与纳米尺度物理
2016-08-02 v2
摘要
弱耦合的两条交叉石墨烯纳米带体系由于两带波函数的重叠而表现出直接隧穿。我们采用 Bardeen 转移哈密顿量形式体系，利用原子尺度能带计算来考虑原子结构对隧穿过程的影响。纳米带的强量子尺寸约束反映在电子结构的一维特征上，导致其性质与层间隧穿（发生在二维石墨烯体相之间）显著不同。纳米带间隧穿结构的电流-电压特性表现出共振以及电流的阶梯式增加。这两种特征均由纳米带态密度中一维峰的能量对齐所引起。当耦合能带的曲率符号相同时发生共振隧穿，而当符号相反时电流呈阶梯式增加。改变掺杂可调制这些效应的起始电压及其幅值。通过静电栅控进行掺杂使这些结构在陡坡开关器件应用中具有前景。利用原子尺度 Bardeen 转移哈密顿量方法，纳米带间隧穿可在整个二维材料范围内进行研究，例如过渡金属二硫族化合物。在石墨烯纳米带中观测到的共振效应和电流阶梯式增加效应也预期出现在这些替代二维材料制成的纳米带中，因为这些效应是态密度一维特征的体现。
引用
@article{arxiv.1512.06266,
title = {Inter-ribbon tunneling in graphene: an atomistic Bardeen approach},
author = {Maarten L. Van de Put and William G. Vandenberghe and Bart Sorée and Wim Magnus and Massimo V. Fischetti},
journal= {arXiv preprint arXiv:1512.06266},
year = {2016}
}