自 2004 年首次成功分离石墨烯以来,凝聚态物理和材料科学对石墨烯产生了浓厚的兴趣。这种单层材料是所有维度石墨材料的基本组成部分,具有优异的电导率和热导率。石墨烯具有独特的能带结构,带隙为零,导带和价带在称为狄拉克点的点相接。这种不常见的能带结构使快速电子传输成为可能。通过调节石墨烯和基底材料之间的相互作用,可以在一定程度上调节能带隙的大小,从而实现半导体行为,即通过掺杂可以改变电导率。随着计算机芯片和其他现代电子产品在过去几十年中不断进步,它需要不断缩小的硅芯片,但目前的纳米制造方法无法使硅芯片比现在小得多。石墨烯被认为在未来的半导体电子设备中非常有前途,可以替代硅,因为它应该能够制造出比传统材料制成的器件薄得多的器件。然而,除非找到增加能隙的方法,并找到大量生产高质量单层石墨烯的方法,否则石墨烯取代半导体是不可能的。尽管石墨烯无法彻底改变半导体行业,但它在各种电子应用方面仍然很有前景。
摘要。我们最近确定了石墨烯中受保护的拓扑半学,该拓扑半学表现为零能量边缘模式鲁棒和相互作用。在这里,我们解决了该半学的特征,并表明,与最低能带相关的霍尔电导率的Z拓扑不变,可以从谐振响应到在DIRAC点上分析的圆形极化光等效。中间能带(包括费米表面)的(非量化的)电导率响应也会引起z 2不变。我们强调散装的对应关系,作为受保护的拓扑半金属,即一个在平面中极化的自旋构型在与稳健边缘模式相关的绝缘阶段,而另一个则处于金属状态。边缘的量化运输等效于1 2 - 1
通过改变横截面积、周期性和填充因子,我们可以对可能的晶胞进行网格搜索。在图 S.1B 中,我们绘制了正文中腔 C 1 的镜像晶胞的完整准 TE 能带图。为了使发射器耦合到腔体,有必要移动能带,使得导模存在于目标频率。这可以通过修改晶胞的周期性来实现,同时保持所有其他参数不变。如图 S.1C 所示,降低孔的周期性会将准 TE 模式移至更高的频率。腔体孔的数量和从镜像区域到腔体的啁啾的函数形式决定了引入的缺陷模式的绝热性。我们使用二次啁啾函数,其中腔体区域中给定晶胞的周期性由下式给出
并无需使用载流子注入即可增强电光调制。与此同时,人们正在努力实现完全集成在硅基平台中的发光器,作为 III – V 族材料的经济高效的替代品。这方面的两个主要途径是使用 Ge 及其与 Si 和 Sn 的合金,以及应变工程。硅 – 锗 – 锡 (GeSn) 合金可能是一种很有前途的解决方案 [4],因为它的能带结构可以通过其成分来控制,从而在宽光谱范围内实现高发射效率,但这些三元合金对材料生长提出了一些技术挑战。[5] 能带结构控制的替代途径是在 Ge 和 GeSn 合金中引入拉伸应变。这里的目标是利用拉伸应变来降低导带 L 和 Γ 最小值之间的能垒,实现准直接带隙材料,从而提高辐射效率。此外,拉伸应变的作用是消除重空穴 (HH) 和轻空穴 (LH) 价带之间的简并性,并降低导带和价带之间的能量差,[6,7] 从而提供对带隙的所需控制。这些能带结构效应可以通过光致发光 (PL) 实验揭示,而半导体中应变的关键测量可以使用拉曼光谱来实现。机械变形会显著影响 PL 发射、谷分裂的不均匀性或重叠
拓扑材料的特点是具有拓扑非平凡的电子能带结构,从而获得了出色的传输特性。[1–6] 将这些奇异相开发成有用的应用的前景吸引了广泛的努力来识别和分类候选拓扑材料,证据是出现了许多基于电子能带连通性、[7–13] 基于对称性的指标、[7,14–21] 电子填充约束、[7,22,23] 和自旋轨道溢出的理论框架。[24–26] 这些框架有助于预测 8000 多个拓扑非平凡相,[27–34] 这是一片广阔的未开发实验领域。这为开发用于高通量筛选候选材料的互补实验技术提供了强大的动力。当前最先进的技术,如角分辨光发射光谱 (ARPES)、扫描隧道显微镜 (STM) 和
27. 会议“凝聚态和冷原子系统中的拓扑相”,香港科技大学先进研究中心,香港,2015年11月-12月19日,主题为“Floquet工程人工规范场和拓扑能带结构”。
图 2 (a) 显示了 V GS =0 V 下三种不同通道结构的能带图。图 2 (b) 显示了通道区域中的导带。垂直切割是在栅极电极中心进行的。如图 2 所示,能带可以通过不同的通道结构进行调制。研究发现,CC 通道和 DC 通道可以有效增加导带。与 SC 结构相比,CC 和 DC 结构的势阱深度分别增加了 0.37 eV 和 0.39 eV。这意味着 CC 和 DC 结构增强了通道区域中电子的限制。此外,DC 通道形成了双电子势阱。第二个势阱将减少扩散到 InAlAs 缓冲层中的电子数量。因此,DC 通道结构在电子限制方面比 SC 和 CC 通道结构更有效。
量子力学是现代物理学的基石,研究微观尺度上的物理现象。这是本科生量子力学的最高课程,将为学生提供广泛而全面的介绍和进一步学习的基础。涵盖的主题包括:三维量子力学。角动量。氢原子。朗道能级。自旋。全同粒子和自旋统计关系。克莱布希-戈登系数。时间无关的微扰理论及其应用:一维弱正弦势中的粒子动力学、能带结构、布洛赫定理、布里渊区、准动量、金属和能带绝缘体。时间相关微扰理论。费米黄金法则。绝热演化和贝里相。散射理论中的粒子波分析。玻恩近似散射振幅的色散关系。低能和共振散射。
摘要:扭曲的石墨烯单和双层系统的超晶格产生了按需多体状态,例如Mott绝缘子和非常规的超导体。这些现象归因于平坦带和强库仑相互作用的组合。然而,缺乏全面的理解,因为当电场应用以改变电子填充时,低能带的结构会发生强烈的变化。在这里,我们通过应用微型注重角度分辨的光发射光谱光谱光谱光谱光谱传递到位于原位门配,我们可以直接访问扭曲的双层石墨烯(TBG)和扭曲的双重双层石墨烯(TDBG)的填充相关的低能带。我们对这两个系统的发现处于鲜明的对比:可以在简单模型中描述掺杂的TBG的掺杂依赖性分散体,将依赖于填充的刚性带转移与多体相关的带宽变化相结合。在TDBG中,我们发现了低能带的复杂行为,结合了非单调带宽变化和可调间隙开口,这取决于栅极诱导的位移场。我们的工作确立了在扭曲的石墨烯超晶格中低能电子状态的电场可调节性的程度,并且可以支持对所得现象的理论理解。关键字:扭曲的双层石墨烯,Moire ́超级晶格,扁平带,微摩尔,原位门控,带宽重归于
摘要。按需修改高迁移率二维 (2D) 材料的电子能带结构对于需要快速调整固态器件的电和光响应的各种应用具有重要意义。尽管已经提出了电可调超晶格 (SL) 势来设计石墨烯中狄拉克电子的能带结构,但设计可以与光混合的新兴准粒子激发的最终目标尚未实现。我们表明,单层石墨烯中一维 (1D) SL 势的极端调制会在费米面附近产生阶梯状电子能级,从而导致以子带间跃迁 (ISBT) 为主导的光学电导率。一个特定的、可通过实验实现的平台由位于 1D 周期性元栅极顶部的 hBN 封装石墨烯和第二个未图案化的栅极组成,可产生强烈调制的静电势。我们发现,具有大动量且垂直于调制方向的狄拉克电子通过静电势的全内反射进行波导,从而产生具有几乎等间距能级的平坦子带。表面等离子体与电控 ISBT 的预测超强耦合是产生可用光学探测的极化子准粒子的原因。我们的研究为探索具有栅极可调电子能带结构的二维材料中的极化子开辟了一条途径。