石墨烯中弹道狄拉克电子隧穿可调势垒的非线性输运
介观与纳米尺度物理
2020-04-01 v1 材料科学
摘要
本文研究了在偏压下具有倾斜势垒的石墨烯中，兼具有限与零能带隙时的狄拉克电子隧穿及非线性输运性质。为验证结果，将基于有限差分、用于计算具有动态可调（时变偏置场）势垒势分布的透射与反射系数的数值方法所得结果，与静态方势垒的解析模型以及采用温策尔-克拉默斯-布里渊（WKB）近似的微扰理论结果进行了比较。对于偏置势垒，计算并分析了透射系数与隧穿电阻，表明倾斜势垒下隧穿电阻的峰值可由偏置场、调控势垒高度的栅压以及入射电子能量完全控制。此外，发现石墨烯中的有限能隙会抑制正碰透射以及具有大横向动量的斜透射。另一方面，对于无隙石墨烯，发现了偏离正入射的狄拉克电子的滤波现象，可用于设计电子透镜。所有这些预测的引人注目的输运性质，有望对新型石墨烯基电子与光电子器件的发展极为有用。
引用
@article{arxiv.1910.01295,
title = {Nonlinear transport of ballistic Dirac electrons tunneling through a tunable potential barrier in graphene},
author = {Farhana Anwar and Andrii Iurov and Danhong Huang and Godfrey Gumbs and Ashwani Sharma},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.01295},
year = {2020}
}
备注
16 pages, 7 figures