拓扑材料中的平面霍尔效应

平面霍尔效应(planar Hall effect,PHE)是当前凝聚态输运中研究的热点之一.近年来,平面霍尔效应,尤其是拓扑材料中的平面霍尔效应,引起了人们的广泛关注和研究,并取得了很大的进展.不同于普通霍尔效应,平面霍尔效应中的横向电流、磁场和电场可以出现在同一平面,无法用洛伦兹力解释,其很大程度上依赖于磁电阻的各向异性.本文从理论和实验两个角度介绍拓扑材料中平面霍尔效应的研究进展,深入分析了导致线性和非线性平面霍尔效应的各种外禀和内禀机制,并讨论尚待解决的相关问题和未来的发展方向.

自旋轨道耦合作用下石墨烯pn结的电子输运性质

本文研究了自旋轨道耦合作用下石墨烯纳米带pn结的电子输运性质.当粒子的入射能量处于pn结两端势能之间时,粒子将会以隧穿的形式通过石墨烯pn结,同时伴随着电子空穴转换.电导随费米能的变化曲线呈不等高阶梯状,并在费米能位于pn结两端能量中点时取得最大值.随着石墨烯pn结长度的增加,电导以指数形式衰减.自旋轨道耦合作用导致的能隙会使电导显著减小,而边缘态的粒子则可以几乎毫无阻碍地通过pn结.本文用一个简单的子带隧穿模型解释了上述特征.最后还研究了在pn转换区中掺入替位杂质的情况.在弱杂质下,电导随费米能变化的曲线将不再对称;当杂质较强时,仅边界态的形成的电导台阶能够保持.