Opazovani proces razdelitve elektronov v grafenu: Proti realizaciji naprav z elektronskim interferometrom, ki uporabljajo valovno naravo elektronov | 2020

Vsebina:

Anonim

Ta skupina je ugotovila, da se hrup, ki ni enak nič, pojavi v bipolarnem režimu stičišča, medtem ko v unipolarnem režimu ni hrupa. To jasno pove, da proces razdelitve elektronov obstaja na ko-propagacijskem robnem stanju vzdolž p-n stičišča.

Dosežek te skupine, ki je skladen s teorijo, predvideno v letu 2008, daje mikroskopske dokaze, da se robna stanja prvič mešajo vzdolž stičišča. To je pomemben korak k razjasnitvi edinstvene narave procesa razdelitve elektronov v grafenu in načrtovanju elektronskih interferometričnih naprav novega tipa, ki uporabljajo grafen v kvantnem režimu Hall.

Brezmasični sistemi Dirakovih elektronov, kot je grafen, kažejo izrazit polkrožni kvantni Hallov učinek, v bipolarnem transportnem režimu pa se kopenska robna stanja vzdolž p-n stika realizirajo. Poleg tega so ta robna stanja na stičišču enakomerno pomešana, zaradi česar je to edinstvena struktura za razdelitev elektronov v ta robna stanja.

Kljub temu, da so številna eksperimentalna dela obravnavala to vprašanje, mikroskopska dinamika razdelitve elektronov v tej posebni strukturi ostaja nejasna. Tu smo izvedli meritve hrupa na stičišču v kvantnem režimu Hall in pri ničelnem magnetnem polju. Ugotovili smo, da je v ostrem nasprotju s primerom ničelnega polja hrup šoka v kvantnem Hallovem režimu končen v bipolarnem režimu, vendar ga močno uniči v enopolarnem režimu. Naše opazovanje je skladno s teoretičnim napovedovanjem in daje mikroskopske dokaze, da so robna stanja med p-n stičiščem edinstveno mešana.