三端子锯齿形石墨烯纳米带中的自旋分辨性球面传输

我们使用紧密结合模型和基于Landauer-B"{u}ttiker框架的非平衡Green函数方法，研究了三端子锯齿形石墨烯纳米带 (ZGNR) 器件中的自旋偏极化球面传输。我们通过改变纳米带的几何形状和垂直Zeeman场，研究了传输谱、态密度、I-V特性、自旋分辨性电导和自旋电流。在无磁化情况下，传输由子带量化和共振边缘态主导，严重依赖于纳米带宽度和长度；引入Zeeman场后可实现自旋选择性传输并诱导出半金属行为，尤其在较窄的纳米带中突出石墨烯的量子约束、边缘局域态和自旋相互作用之间的相互作用。此外，我们发现导电谱中出现Fabry-P\'{e}rot样的干涉，以及在偏置驱动下模式激活并伴随强自旋滤波效应。自旋电流可通过磁场和栅极电压进行调节，并且在热力学涨动下保持稳定，表明适合室温运行。能量和宽度依赖性的Fano因子揭示了离散量子干涉特征和自旋偏极传输特征。这些发现表明，基于三端子ZGNR器件具有可扩展且可控的自旋电子器件潜力。