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掺杂石墨烯中热载流子的空间色散动力学响应

介观与纳米尺度物理 2016-01-25 v1 其他凝聚态物理 等离子体物理

摘要

我们在理论上研究了强直流电场下掺杂单层石墨烯的复动态电导率张器 (DCT), σlm(k,ω)\sigma_{lm}(\mathbf{k}, \omega) 的波矢与频率色散。为进行一般性分析,我们考虑了由两个独立矢量(即交流电场极化矢量和波矢 k\mathbf{k})给定的任意构型的弱交流电场。基于 Boltzmann 动力学方程描述了高场输运及对交流电场的线性响应。我们表明,在无碰撞区计算得到的 DCT 实部不为零,这是由于交流波的能量被与波有效相互作用的共振 Dirac 准粒子吸收而产生了耗散。考虑到偏离线性能谱与电荷载流子屏蔽,我们详细研究了 ω=vFk\omega = v_F |{\bf k}|vFv_{F} 为 Fermi 速度)处运动学共振的作用。等功率密度曲线及交流电流密度与电场矢量之间夹角的分布以图谱形式给出,为 DCT 各向异性提供了清晰的图形表示。此外,该图谱显示了对应于负功率密度的特定交流电场构型,从而指出了石墨烯系统中可能发生电(漂移)不稳定性的太赫兹频率区域。

关键词

引用

@article{arxiv.1512.04289,
  title  = {Spatially dispersive dynamical response of hot carriers in doped graphene},
  author = {S. M. Kukhtaruk and V. A. Kochelap and V. N. Sokolov and K. W. Kim},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1512.04289},
  year   = {2016}
}

备注

32 pages, 9 figures, accepted to Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures