弹道石墨烯中量子输运的大规模紧束缚模拟

石墨烯已被证明具有显著的介观效应，涉及无质量狄拉克准粒子的弹道传输，从而使得电流表现出类光行为。受光学标准原理启发的一个新型二维电子学分支正在迅速发展，这要求在量子层面上深入理解大规模器件中的输运。在此，我们基于石墨烯的紧束缚模型和非平衡格林函数方法进行了大规模量子输运计算，并包含了不同形状的 $p-n$ 结、磁场以及作为电流漏的吸收区域的影响。我们强调了在计算中选择吸收边界条件的重要性，以正确捕捉无限器件极限下的电流流动方式。作为具体应用，我们为 B{\o}ggild $et\, al.$ [Nat. Comm. 8, 10.1038 (2017)] 最近提出的“二维狄拉克费米子显微镜”提供了一个完全量子力学的框架，处理了其中通过半经典轨迹模拟预测的几个关键电子光学效应，例如电子束的准直、偏转以及 Veselago 点的散射。我们的结果证实，在介观极限和光学机制下，半经典方法在很大程度上足以捕捉主要输运特征，但也表明当在模拟中考虑相干性或其他纯量子效应时，将会出现更丰富的电子光学图景。