【摘 要】
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由于二维蜂窝晶格材料的出现,谷电子学在最近十年里得到了长足的发展。石墨烯是谷电子学研究中常用材料体系,它的导带和价带相交于两个孤立的狄拉克(Dirac)点K和K?。这两个狄
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由于二维蜂窝晶格材料的出现,谷电子学在最近十年里得到了长足的发展。石墨烯是谷电子学研究中常用材料体系,它的导带和价带相交于两个孤立的狄拉克(Dirac)点K和K?。这两个狄拉克点位于布里渊区边界,相隔很远,因此可以利用它们定义新的电子自由度:谷。类比于自旋电子学,谷电子学的研究目标是利用能谷自由度来操控电子,寻求其在半导体电子学和量子信息中的应用。在谷电子学中,谷过滤器(valley filter)扮演重要的角色,利用它可以产生和探测谷极化的电流。基于石墨烯的谷过滤器近些年已经有诸多理论方案被提出,但时至今日依旧没有从实验上验证这些谷过滤器的功能。第一个谷过滤器方案是弹道点接触(ballistic point contact)的锯齿形(Zigzag)石墨烯纳米带。本文中,我们提出利用Andreev反射来检测石墨烯纳米带中的谷过滤效应。通过散射矩阵分析和数值计算,我们发现谷完全极化时Andreev反射会被抑制。我们给出了电导对电子入射能量和局域门电压的依赖关系,它可以给出理想谷过滤效应的参数区间和谷极化方向。我们研究了Andreev反射和弹道点接触长度依赖关系。随着点接触长度增加,谷极化率增加,电导振荡减小直到趋于零,表明Andreev反射与谷极化率负相关。
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