罗运文，李秀燕

闽南师范大学物理与电子信息工程系，福建漳州 363000



磁场引发石墨烯从金属态到绝缘态的相变

罗运文，李秀燕

闽南师范大学物理与电子信息工程系，福建漳州 363000

摘要：基于哈伯德模型，用微扰法计算磁场中石墨烯从金属态到绝缘态相变的临界值．研究发现，加入强磁场后，由于发生了量子霍尔效应，石墨烯的电子态和空穴态在零能级发生简并，因此零能级只能容纳1个电子，另一电子只能占据更高的朗道能级，这相当于增加了电子之间的相互作用能．磁场增大了电子之间的相互作用能，引起石墨烯从金属态向绝缘态的相变．

关键词：凝聚态物理学；石墨烯；哈伯德模型；量子霍尔效应；微扰法；金属-绝缘态相变

超流态(金属态)到绝缘态相变是物理中常见的现象，半导体中电子处于周期性势阱中，由于量子隧穿效应，价电子处于金属态，可以自由穿行于整个晶体中，加上电场后，电子会约束在实空间中，发生布拉格振荡，这是一种从金属态到绝缘态的相变．光晶格中的冷原子(玻色爱因斯坦凝聚粒子)，通过调节势阱的深度，能够引发从超流态到莫特绝缘态的量子相变[1-4]．通过改变两束激光的相对频率还可以让处于光晶格中的原子相对于光晶格受到一个常力，由此模拟电子在晶体中受到的电场力而产生布拉格振荡[5-6]．石墨烯性能独特，具有六边形单层碳原子结构，是一种理想的二维体系. 它的元激发粒子是一种……