凝聚态物理 > 中尺度与纳米尺度物理
[提交于 2025年4月3日
(v1)
,最后修订 2025年6月27日 (此版本, v5)]
标题: 石墨烯中谷极化的全电方案
标题: All-electrical scheme for valley polarization in graphene
摘要: 我们提出了一种全电设置,以在石墨烯中产生谷极化。一块有限的石墨烯片连接到两个正常金属电极,每个电极在其锯齿形边缘上有两个端子,而扶手椅形边缘保持自由。当对一个端子施加偏压而其他端子接地时,由于石墨烯和金属电极之间的横向动量匹配,会产生谷极化。当金属中的费米波矢超过石墨烯中\( K \)和\( K' \)谷之间的分离的一半时,可以获得显著的谷极化。我们分析了电导率和谷极化如何依赖于几何和电子参数。虽然增加宽度会增强电导率和极化,但增加长度会引入法布里-珀罗振荡,并由于谷间混合增强而抑制谷极化。我们还研究了无序的影响:石墨烯中的局域无序在狄拉克点附近增加了电导率,但降低了谷极化。最后,我们研究了扶手椅边缘不完善和界面粗糙度的影响,发现适度偏离理想条件仍能产生显著的谷极化。我们的结果展示了在基于石墨烯的器件中电控谷自由度的一种可行途径。
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