平坡带系统中基于量子度数的无序诱导扩散传输

我们对无序系统传输的以往理解依赖于存在明确费米速度的假设。费米速度决定了系统中重要的长度尺度，如扩散长度和局域化长度。然而，对于几乎平坡带材料且费米速度为零的材料，如何理解无序效应以及哪些量数决定了系统中的特征长度尺度尚不清楚。在洁净极限下，预期体内传输不存在。本文我们通过一个金刚石晶格，展示了在具有有限量子度数的平坡带系统中，无序可以诱导扩散传输。随着无序程度的增加，体内传输通道被激活，电导达到最大值后随无序强度的倒数衰减。重要的是，通过数值计算波包动力学，我们显示量子度数决定了系统的扩散长度。从分析角度看，我们表明无序与量子几何之间的相互作用导致一种有效的费米速度，这通过自洽布拉斯赫近似法得到。从贝特-萨尔帕尔方程在梯形近似下的推导中，识别了扩散系数。我们的结果揭示了平坡带系统中由无序驱动的去局域化机制，这不能被已知的量子扩散理论解释。我们的理论对于理解平坡带材料如扭曲双层石墨烯的无序效应和传输特性具有重要意义，这些材料正处于高度关注的研究前沿。