邓立娟, 左凯丽, 阎维贤*

(1 山西大学 理论物理研究所； 2 山西大学 物理电子工程学院， 山西 太原 030006)



石墨烯磁势垒量子点的能级结构

邓立娟1, 左凯丽2, 阎维贤2*

(1 山西大学 理论物理研究所； 2 山西大学 物理电子工程学院， 山西 太原 030006)

摘要：研究了磁势垒量子点中有质量和无质量Dirac粒子的能级结构。通过求解Dirac方程，利用数值计算出圆内圆外磁矢势方向相同和相反以及有质量时量子点的能谱结构。研究表明，当圆内圆外的磁矢势方向相同时，随着量子点半径的增加，能级的变化体现出量子点内外磁场的竞争关系。与量子点内外的磁矢势方向相同显著不同，量子点内外的磁矢势方向相反时，量子点外的磁场占主导地位，其引起的朗道能级始终出现。质量的引进让系统转化为一个反量子点，且有质量Dirac粒子能级的平方获得一个跟质量相关的平移。

关键词:石墨烯量子点； 磁势垒； 能级结构

PACS: 73.22.Pr, 73.21.La, 81.05.U-

近年来，对二维具有蜂窝状结构石墨烯[1]的研究成为凝聚态物理的重要分支，其独特的力学性质、电子性质备受关注[2-3]，可能成为取代硅的新型材料。例如：强磁场会在二维电子系统的石墨烯中诱导出有别于通常半导体异质结的反常量子霍尔效应[1]，这种效应是由石墨烯中导带和价带在狄拉克点处交汇引起的。石墨烯与超导材料的异质结结构使得电子-空穴对呈现出绝缘体-超导材料异质结所没有的镜面Andreev反射[4]。理想石墨烯哈密顿跟无质量相对论粒子哈密顿相似，但有效速度约为光速的1/300，在高能物理中由于加速器能量限制而不易观察的物理现象能够通过石墨烯平台实现，这样研究石墨烯就把高能物理和凝聚态物理紧密地联系起来。……