硅烯中费米子穿越势垒的隧穿效应

本文探究了矩形势垒对硅烯中费米子量子输运的影响。具体地，给出了推导透射与反射概率以及电导的解析解。结果表明，透射对势垒高度和入射能量均高度敏感。因此，观察到 Klein 隧穿与共振隧穿的出现，且二者对势垒宽度有显著依赖。值得注意的是，发现完美透射不仅限于正入射，还出现在多种斜入射角下。此外，透射图样随势垒宽度增加呈现更破碎的结构，令人联想到法布里-珀罗共振。相比之下，电导对入射能量呈非单调依赖，并随势垒高度上升出现快速振荡。然而，在恒定势垒高度下，高入射能量值对应的电导曲线差异极小。当入射能量等于势垒高度时，电导出现局部极小值。对于薄势垒，观察到电导大幅降低，不同于较厚势垒所见的振荡行为。这些发现凸显了硅烯研究的进展，并为该材料中隧穿的相对论应用提供了新视角。