《光、電耦合作用下石墨烯系統磁輸運性質的理論研究》是依託上海交通大學，由劉世勇擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：光、電耦合作用下石墨烯系統磁輸運性質的理論研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉世勇
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
最近發現的單層、雙層及多層石墨稀材料引起人們極大的興趣，由於這些材料具有高遷移率、高穩定性及可調控性等特性，石墨烯被認為可能在將來替代矽成為新型電子器件的基本材料。相對近十年來在傳統高遷移率二維電子系統中觀測到的豐富的磁輸運現象而言，目前石墨烯中磁輸運性質的研究範圍還比較窄。本項目中我們將拓展我們原來在石墨烯和傳統二維電子氣輸運研究方面的優勢，開展在磁場、交流場及直流電場作用下石墨烯體系中輸運性質的研究，探討磁、光、電耦合作用下單層、雙層及多層石墨烯中的磁阻振盪，研究低溫下在石墨烯體系中觀測到磁聲共振的可能性，分析無輻射強直流條件下的非線性磁阻振盪，考察石墨烯系統中光致磁阻振盪現象，同時還將開展交流場對整數量子霍爾效應影響的研究等。主要目的是進一步揭示光子、聲子、電子之間的相互作用，深化對非平衡過程的理解，為實驗的觀測提供理論依據，並探討這些現象可能的實際套用。
結題摘要
新型二維系統輸運性質的研究是當前凝聚態物理的熱點問題之一，而研究輻射場照射下的直流磁輸運性質是凝聚態物理極具挑戰性的課題。本項目試圖結合二者，探討光、電、磁共同作用下的物理現象。項目開展了傳統二維系統光致磁阻振盪和新型二維系統中輸運性質的研究。基於非平衡格林函式方法，建立了能用於描述微波輻射下傳統二維電子系統磁阻振盪的純量子理論，完成了數值計算，所得結果能合理解釋光致磁阻振盪，同時利用該理論，試探性地研究了實驗上觀測到的在微波頻率為2倍迴旋共振頻率處的奇異峰。此外，我們還利用平衡方程方法研究了兩個頻率成整數比的微波光場共同作用下的磁阻振盪，發現磁阻振盪依賴於兩個光的相位差。另外，我們建立基於非平衡格林函式方法的動力學方程，並用該方法研究了存在強帶間耦合的矽烯二維有質量Dirac費米子輸運性質，探討了溫度、雜質濃度等對剩餘電導、自旋霍爾電導、谷間霍爾電導的影響。我們還拓展單帶多重散射理論到多帶情形，通過數值計算，分析了電子-雜質散射強度對矽烯二維有質量Dirac費米子能隙的影響，同時還研究了在太拉赫茲波段的光電導問題。最後還建立了dc場和垂直磁場下Rashba自旋軌道耦合系統非平衡格林函式滿足的方程。項目研究結果對深入了解Dirac費米子奇特的輸運性質有重要意義。
