《石墨烯體系中電子的類光學現象研究》是依託上海大學，由何英擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：石墨烯體系中電子的類光學現象研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：何英
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
自2004年英國曼徹斯特大學A. K. Geim等人首次在實驗上發現了石墨烯以來，石墨烯結構中電子的輸運性質成為當前國際上研究的一個熱點問題。近年來，我們相繼研究了電場調製下石墨烯體系中波導模式、電磁場同時調製下石墨烯波導幾率流密度、漸變磁場誘導的電子波導等一系列類光學特徵，為設計石墨烯量子電子器件提供了新原理。在此基礎上，本項目主要圍繞石墨烯體系中電子的類光學現象展開套用和基礎研究。通過三年的工作，擬取得以下三方面的成果：1、完成外場調製以及外加應力效應下單層和雙層石墨烯電子波導體系的輸運特性的研究，提出量子調控新原理；2、完成石墨烯界面上反射相移、古斯-漢欣位移、 時延和電子波導輸運特性的關係的研究,探索其在能谷電子學以及量子信息科學技術中的套用；3、重點分析石墨烯耦合波導、彎曲波導中和Rabi振盪、受激拉曼絕熱過程相關的類量子光學現象，提出其在量子波導器件中的可能套用。
結題摘要
2004年，曼徹斯特的科學家成功製備出石墨烯。近年來，石墨烯結構中電子的輸運性質是當前國際上研究的一個熱點問題。石墨烯具有許多不同尋常的性質。通過三年的努力工作，完成了以下幾個方面的研究：1.不對稱石墨烯波導中的導模；2.石墨烯勢壘波導中的導模; 3. 含周期勢的石墨烯超晶格的透射率帶隙和共振峰分裂; 4. Cantor石墨烯超晶格中的電子帶隙和輸運; 5. 三元周期序列石墨烯超晶格的透射禁帶; 6磁誘導三維拓撲絕緣體波導中的導模; 7. 石墨烯雙波導中的模式分裂。項目進展順利，在SCI期刊和EI期刊，以及國核心心期刊發表多篇論文。研究得到了不對稱靜電勢誘導的石墨烯波導中導模發生的條件，並推導出了導模的色散方程，有三種產生波導模式的方式；在石墨烯超晶格的研究中發現，當電子隧穿周期結構的石墨烯超晶格時，作為入射電子能量函式的透射率會出現不止一個的透射禁帶，並且這些透射率禁帶可以通過超晶格的周期數、電子入射角、勢壘高度和寬度以及勢阱寬度來調節；從理論上推導出了電子隧穿周期靜電勢壘構成的石墨烯超晶格的透射率的表達式，得到電子在斜入射條件下的共振隧穿條件，共振峰在一定條件下會發生分裂；基於石墨烯的勢壘也可以形成電子波導，產生導模的條件和基於石墨烯的勢阱波導不同，在勢壘波導中，不能在經典運動情況下產生導模；和傳統的半導體同質結壘不同，石墨烯勢壘可以形成波導，而傳統的半導體同質結壘不能形成波導。我們對不對稱靜電勢誘導的石墨烯波導和周期結構的石墨烯超晶格的性質進行了探索，在理論研究上取得了一些重要的結果，為設計石墨烯量子電子器件提供了新原理，希望這些結果能為設計基於石墨烯的電子器件提供一定的理論指導，並且希望在未來能在實驗上對基於石墨烯的各種波導器件展開探索性研究。
