بررسی اثرات شعاع داخلی و پهنا روی طیف انرژی و جریان پایا در حلقه های کوانتومی گرافینی هگزاگونال با لبه های زیگزاگ

نویسندگان

1 دانشکده فیزیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران

2 دانشکده فیزیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران

doi
10.29252/ijpr.18.2.181
چکیده

  در این کار با استفاده از مدل تنگ بست، تأثیر تغییرات شعاع داخلی و پهنای حلقه‌های کوانتومی گرافینی هگزاگونال با لبه‌های زیگزاگ در حضور شار مغناطیسی گذرنده از مرکز حلقه، روی طیف انرژی و جریان پایای آنها مورد بررسی قرار گرفته است. این بررسی نشان می‌دهد که طیف انرژی این گونه حلقه‌ها به زیرنوارهایی شامل شش تراز انرژی جفت‌ شده تقسیم می‌شود که به وسیله گاف‌هایی از هم جدا شده‌اند و به شدت تحت تأثیر شعاع داخلی و پهنا هستند. به عبارت دیگر پهنای این حلقه‌های کوانتومی به همراه شعاع داخلی، پارامترهای بسیار مهمی هستند که به وسیله انتخاب هوشمندانه آنها می‌توان به مهندسی گاف انرژی در این ساختارها پرداخت. حلقه‌های باریک‌تر، زیرنوارهای انرژی منظم‌تر و گاف انرژی بزرگ‌تری دارند که ناشی از افزایش محدودیت کوانتومی و اثرات لبه‌ای به ویژه در گوشه‌های ساختار حلقه گرافینی هگزاگونال است. افزایش شعاع داخلی هم می‌تواند ترازهای انرژی جفت‌ شده شش تایی را فشرده‌تر و گاف بین زیرنوارهای نزدیک انرژی فرمی را کاهش دهد. لازم به ذکر است که افزایش شعاع داخلی و یا افزایش پهنا تأثیرات مشابهی روی طیف انرژی دارد و چنانچه یکی از آنها افزایش و دیگری کاهش یابد، می‌توانند تأثیرات همدیگر را به ویژه روی گاف انرژی نزدیک تراز فرمی کاهش دهند. علاوه بر آن، افزایش شعاع داخلی و یا افزایش پهنا منجر به افزایش دامنه جریان پایا و نیز نوسانات آن می‌شود. این در حالی است که تغییرات پهنا نسبت به تغییرات شعاع داخلی روی جریان پایا مؤثرتر است.