窄禁帶石墨烯中量子點相干電子輸運的理論研究

《窄禁帶石墨烯中量子點相干電子輸運的理論研究》是依託華南師範大學，由楊謀擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：窄禁帶石墨烯中量子點相干電子輸運的理論研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：楊謀
• 依託單位：華南師範大學

項目摘要

近幾年來，石墨烯（單層石墨）受到了學術界的普遍關注。石墨烯極好的機械性能，熱學性能，優良電學性質和新奇的量子特性使之成為了材料，器件和物理等不同領域的研究者們競相研究的對象。在石墨烯費米面附近，電子的能譜是線性的，並由此帶來了一系列有趣的物理性質。但是尋常條件下石墨烯沒有能隙，這是石墨烯套用化的障礙之一。近來已有實驗手段能產生一個小的能隙，使石墨烯變成窄禁帶半導體。由於禁帶的存在，這種石墨烯中可以通過加限制電壓來形成量子點。窄禁帶石墨烯中價帶頂和導帶底附近的電子既不能看成是狄拉克粒子，也和普通半導體中的載流子有所差別，這必然會對量子點的性質產生重要影響。本項目計畫研究窄禁帶石墨烯中量子點相干電子輸運的基本物理規律。該研究不僅有重要的科學意義，也對的石墨烯的套用化有一定的促進作用。

結題摘要

本課題主要研究單層石墨烯的基本特性和窄能隙石墨烯量子點的相干電子輸運性質。在本課題基金的資助下，以項目主持人為主要貢獻者完成學術論文八篇（標註資助），其中六篇為SCI論文，達到了預期的研究目標。在資助期間我們主要在以下幾個方面開展了研究工作：我們研究了石墨烯納米帶pn結，發現由pn結傾斜導致的電導振盪；研究了石墨烯帶在電場和磁場競爭下的電子結構和電子輸運，闡明了電場影響下朗道能級的性質；研究了四端石墨烯器件在橫向偏壓下的輸運特性，它的橫向電導存在量子化台階，並且能隙會使這種台階清晰化；研究了局域應變數子點的散射特性，指出在低能區和高能區的電子散射具有不同的對稱性特徵；我們還將狄拉克點的概念擴展到三維光晶格系統，導出了觀察三維狄拉克粒子的參數條件。