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.