《石墨烯體系的量子輸運性質研究》是依託首都師範大學，由龍文擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：石墨烯體系的量子輸運性質研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：龍文
- 依託單位：首都師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
理論研究石墨烯體系中與量子輸運有關的一些奇特現象。主要集中研究下面幾個方面：研究無序對多端石墨烯p-n結體系輸運性質的影響，期望模擬出最近他人的實驗結果；在鐵磁石墨烯體系中提出一種新類型的超流態，並研究這新超流態的性質和由它引起的一些新現象；同時也研究石墨烯超導複合體系中異常Andreev反射的一些新奇規律。通過這些研究，能全面深入地了斷雅只解石墨烯的輸運性質和規律，發現一些基於石墨烯的新效應，也為未來套用及製造低維電子器件提供理論依據。
結題摘要
在本項目的資助下，我們按計畫對石墨烯體系的量子輸運性質開展理論研究。三年來，我們緊緊圍繞申請書中所提到的內容（包括石墨烯p-n結、鐵磁石墨烯、石墨烯-超導耦合體系等）開展研究。研究進展順利，已完美地完成了本項目的研究任務，達到了項目所預期的目標，主要研究成果以論文形式發表在國際學術期刊上。共發表SCI收錄論文27篇，其中Phys. Rev. Lett. 1篇，Nature Commun. 1篇，Phys. Rev. B 16篇。一人參加的工作獲得2011年“中國科學院傑出科技成就獎”，一人獲得教育部長江特聘教授。畢業博士生5名，在讀博嚷兵戒士生和直博生3名，在讀碩士生1名，在站博士後1名。 主要研究成果：1、首次發現低溫下石墨烯體系會出現量子熱Hall效應，並發現Hall熱導平台在半整數位置，同時發現Hall熱導平台與石墨烯的邊界類型與樣品尺寸都無關，也不受頸棗永墓雜質影響。特別是，我們發現石墨烯體系的Hall洛倫茲數可以是負的。這是非常驚奇的。在以往的體系中，僅僅在有相互作用的分數量子Hall效應體系中出現過負Hall洛倫茲數。我們也給出了這負Hall洛倫茲數的微觀起因。2、對應於超導，我們在鐵磁石墨烯體系中首次提出了自旋超導態的概念。自旋超導態是由電荷中性、自旋非零的玻色子凝聚成的超流態，其自旋阻為零，且自旋超導流能無耗散地流過自旋超導體。特別地，由於電子－空穴對的電荷為零，所以自旋頸駝頁超導體是電流的絕緣體。3、我們研究了石墨烯p-n結體系的蛇形態以及由它所引起的量子輸運現象。我們考慮了六端石墨烯p-n結納米帶體系，發現由於蛇形態的存在，電流隨著外加磁場的變化出現了周期性振盪現象。4、我們發現石墨烯-超導耦合體系中的Andreev反射是鏡象反對稱的。即這體系的一個Andreev反射事件和它的恥婆提端鏡象里的Andreev反射事件是相差一個 相位。這源於石墨烯獨特的能帶結構。由於這 相位差，當有多個超導存在時，會出現奇特的量子狼嘗相干現象。5、研究DNA的自旋輸運性質。首次給出一個有自旋軌道耦合的雙鏈螺旋DNA模型哈密頓量，並發現當體系有退相干、雙螺旋、和自旋軌道耦合時，雙鏈DNA有自旋過濾效應；但單鏈DNA沒有自旋過濾效應。 以上這些成果和發現，能全面深入地了解石墨烯體系獨特和新奇的量子輸運性質。這些研究在一定程度上促進了石墨烯領域的發展，也為製造基於石墨烯體系的量子器件提供理論依據拒估端。
