弹道石墨烯纳米带结中诱导的热尺寸电压

在由两种不同材料构成且存在温度梯度的结中，会诱导出热电电压。类似地，由同种但尺寸不同的材料构成的结（即所谓热尺寸结）中，预期会诱导出热尺寸电压。这是因相同材料不同尺寸下经典和/或量子尺寸效应差异导致塞贝克系数不同的结果。文献中有关热尺寸效应的研究主要基于弛豫时间近似下的半经典模型，甚至更简单的局部平衡模型，仅讨论了非常通用的概念和结果，未考虑量子输运方法与具体材料。为对可能的实验验证作出更现实的预测，此处我们考虑由窄与宽（n-w）具有完美扶手椅边缘的本征石墨烯纳米带构成的弹道热尺寸结，并利用Landauer形式体系计算室温下电子对热尺寸电压的贡献。结果显示，最大热尺寸电压可在半导体性纳米带中实现，其比金属性纳米带约大一个数量级。在半导体情形下，热尺寸电压在有限门控条件范围内形成特征平台。我们通过数值计算证明，诱导的热尺寸电压与温差之比可达mV/K量级，足以用于实验测量。凭借其高且持续的热尺寸电压值，石墨烯纳米带有望成为热尺寸效应器件应用的良好候选。