石墨烯新型拓?fù)鋺B(tài)研究.pdf

1、石墨烯是一種新型的二維碳材料，由于其獨(dú)特的電子性質(zhì)，石墨烯成為物理學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究對(duì)象之一。研究不同環(huán)境下石墨烯中的量子拓?fù)湫再|(zhì)，對(duì)新一代納米電子器件的研制有著重要的意義。在本文中，我們主要從理論上研究石墨烯超晶格體系中的量子霍爾效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)了新型的谷手征性分離的拓?fù)鋺B(tài)。論文的主要內(nèi)容如下:
　　在第一章中，我們介紹了石墨烯的基本性質(zhì)，包括石墨烯的晶格結(jié)構(gòu)、能帶結(jié)構(gòu)。同時(shí)，我們介紹了幾種常用的計(jì)算石墨烯輸運(yùn)性質(zhì)的理論方法。此外，為了

2、與石墨烯中的奇異量子霍爾效應(yīng)做比較，我們還簡(jiǎn)要介紹了傳統(tǒng)量子霍爾效應(yīng)。
　　在第二章中，我們主要介紹了緊束縛模型和數(shù)值計(jì)算霍爾電導(dǎo)率的方法。在此基礎(chǔ)上，我們計(jì)算了單層和雙層石墨烯中的量子霍爾效應(yīng)。結(jié)果表明，在能帶中心，兩種體系中都不存在σxy為零的平臺(tái)，但在雙層石墨烯中，霍爾電導(dǎo)在零能量處的躍變階梯高度為其他階梯高度的兩倍。同時(shí)，我們也利用低能連續(xù)模型和久保公式，研究了石墨烯在無(wú)磁場(chǎng)、僅存在交錯(cuò)勢(shì)時(shí)的量子谷霍爾效應(yīng)。這些結(jié)果和文獻(xiàn)

3、報(bào)道一致。
　　在第三章中，我們運(yùn)用上面的方法，通過(guò)解析推導(dǎo)和數(shù)值計(jì)算的方式，研究了新的石墨烯體系—石墨烯-In2Te2超晶格中的新型量子霍爾態(tài)。我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)施加垂直磁場(chǎng)時(shí)，石墨烯超晶格中出現(xiàn)了通常的非石墨體系的量子霍爾效應(yīng)。在能帶中心附近，霍爾電導(dǎo)可表示為:σxy=ve2/h(v=0，±1，±2,…)。在零霍爾平臺(tái)內(nèi)，系統(tǒng)中出現(xiàn)了谷手征性分離的拓?fù)鋺B(tài)，它來(lái)源于單一的K谷或K'谷，僅位于樣品的一個(gè)邊界上，而樣品的另外一個(gè)邊界保持絕緣