单层石墨烯p-n结中的电子输运研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ltt3221340
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
单层石墨烯自实验上成功制备出以来,已经吸引了越来越多的研究兴趣。本论文主要研究了基于石墨烯的p-n和铁磁/正常/铁磁结中的电子输运现象。   首先,我们证实了在石墨烯p-n结中,实验上所观察到的电导平台是由无序和退相干联合作用的结果。在强磁场下,对于六端石墨烯n-n或p-p结,在没有无序时,纵向电阻就有平台结构,并需要很强的无序才能破坏这平台结构。而对于p-n或n-p结,纵向电阻在没有无序时没有平台出现,并且阻值非常大;但很小的无序便可使电阻显著下降,并在合适的无序强度范围内呈现平台结构。这时,体系的电阻平台值与实验结果符合得很好。此外,对于中间区足够长的p-n结,我们理论预言了一些额外的平台。我们又在无序的基础上,考虑了退相干对电导的影响,发现退相干可以显著地降低电导涨落,从而可以在单个无序的样品上实现电导平台。同时,在强退相干的条件下,电导分布函数具有很好的标度性。   其次,我们在六端石墨烯p-n结上提出了一种测量蛇形态的新方法,从中能够得到更多关于蛇形态的信息。先在突变势垒下,当磁场在合适范围内变化时,电流由于蛇形态的存在而表现出振荡。同时,电流对器件的宽度和入射端的位置表现出很好的周期结构,这些周期随着磁场的增大而减小。并且它们的量级和这种随磁场变化的趋势与半径典理论相符合。此外,在缓变势上,电流振荡的周期以及蛇形态仍能存在,意味在我们所建议的器件中,电流振荡和蛇形态在实验上是可以被观察到的。   最后,我们研究了铁磁/正常/铁磁石墨烯结中的电子输运,发现zigzag型的石墨烯结,在两侧磁化方向平行时电导较大,而反平行时出现零电导,这意味着出现100%的磁阻。而对armchair型的石墨烯结,发现它的磁阻总是很小。因此,选择zigzag边界的石墨烯条带更适合用来做基于石墨烯的自旋阀器件。
其他文献
可调谐单频光纤激光器具有相干性好、小型便携、抗电磁干扰强、调谐范围宽等优点,在光学传感,激光测距,激光雷达和高精度光谱等方面有着广泛的应用。其中,单频运转和宽带调谐是可
表面增强拉曼散射(SERS)效应在痕量检测、生化分析、医学诊断等领域具有重要应用,是当前纳米结构应用研究的热点之一。本论文采用理论模拟与实验研究相结合的方法,研究基于SERS
大气气溶胶粒子尤其是超细粒子在大气中停留时间长、输送距离远,是影响大气消光的重要因素。气溶胶粒子不仅引起大气能见度恶化和灰霾天气的发生,而且具有明显的健康效应。与此
钢铁合金材料是人类社会使用最广泛的金属材料之一,是人类文明极为重要的物质基础之一。铁素体、马氏体钢是钢铁合金材料中重要的一类,经常用于巨大负荷以及特殊服役环境(如高
低能标下的强相互作用无法直接应用量子色动力学(QCD)解析地处理,所以模型方法就显得格外重要。夸克模型(包括势模型)很好地描述了实验上已发现的基态普通强子的许多低能性质
理解氢化石墨烯的特性对石墨烯在纳米器件、储氢以及核材料等领域的应用有重要的意义,也有助于理解天文陨石中氢化石墨的形成机理。本论文采用密度泛函理论,系统地研究了几类氢
将人工智能领域的演化算法应用于天线的优化设计中,可以有效提高微带天线设计的效率和性能,是现代天线设计和优化的一个发展趋势,具有重要的理论意义和应用前景。论文概述了微带
学位
学位
非线性科学如今几乎扩展到了自然科学和社会科学的各个领域,孤立子理论是其重要分支之一。孤立子在自然界中广泛存在,同时也广泛应用于各类学科,包括固体物理学、光学和生物学等