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我科学家发现石墨烯p-n结的电导平台
来源:  作者:本站
  中国科学院物理研究所凝聚态理论与计算材料实验室/北京凝聚态物理国家实验室凝聚态理论与计算材料研究部孙庆丰研究员,与首都师范大学的龙文副教授、香港大学的王健教授合作,对由石墨烯组成的p-n结的输运性质开展研究。研究成果发表在10月16日出版的Physical Review Letters 101, 166806 (2008)上。

 石墨烯,也就是单层石墨,它是由一层六角蜂窝状的碳原子组成。在上世纪中,人们已发现单层石墨的能带结构很特殊:在K点态密度是零,但能隙也为零;在K点附近,色散关系是线性。这特殊的能带结构使得石墨烯的准粒子具有与静止质量为0的相对论粒子有相似的行为。最近,人们在实验上成功的制造出石墨烯,这引起人们的极大兴趣。

 孙庆丰及其合作者研究发现在强磁场下的干净石墨烯p-n结的电导非常小,但杂质能极大地加强该体系的电导,并且在合适的无序强度时,出现电导平台。平台值在1,3/2,5/3,3,…,(单位e^2/h),由朗道能级的填充因子决定。在小填充因子区的电导平台能存在在非常广宽的无序强度范围,但在高填充因子区的电导平台可能永不出现。以上结果能够与最近的实验很好地相符。

 该工作得到了国家自然科学基金委和中国科学院的资助。


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