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硅烯中受电场调控的体能隙和朗道能级
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O441[理学—电磁学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]浙江海洋学院东海科学与技术学院,舟山316000, [2]浙江海洋学院电子信息科学与工程系,舟山316022
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:11304281)和浙江省自然科学基金(批准号:LY13D060002)资助的课题.
中文摘要:

近年来,硅烯(单层硅)由于其独特的结构和电子性质以及在量子霍尔效应等领域的潜在应用而成为理论和实验研究的一个热点.借助于四带次近邻紧束缚模型,详细计算和研究了硅烯中受电场调制的体能隙和电子能级.结果表明:硅烯原胞中的两个子格处于不同的平面上,可以通过外电场区分和控制这两个子格,这将破坏在纯石墨烯中无法被破坏的K—K’对称性,并消除由这一对称性导致的电子能级的二重简并;外加电场还会引起硅烯中次近邻格点之间的Rashba自旋轨道耦合,这一作用会在不同狄拉克点有选择地消除电子能级在部分电场点的简并,相邻能级从交叉状态变为反交叉状态;电子能级中除一些孤立的交叉点外,每个能级都具有确定的自旋取向,石墨烯中电子能级的四重简并在硅烯中被完全消除,从而导致填充因子v=0,±1,±2,±3,…的量子霍尔平台.

英文摘要:

We investigate the electric field controlled energy gap and the Landau levels in silicene in detail. The energy gap at different Dirac points has different closing and reopening conditions and the 2-fold degeneracy induced by the K-K~ symmetry is resolved. An externally applied electric field gives rise to two Rashba spin-orbit-couplings between the nearest neighbour and the next nearest neighbour in silicene. Both these couplings can resolve the spin degeneracy at some isolated values of the electric field, where the crossover of the successive Landau levels become anti-crossover. Except some special values of the electric field, the 4-fold degeneracy of energy levels associated with the K-K' symmetry and spin symmetry is completely resolved in silicene, each level has a definite spin polarization, which correspond to the quantum Hall plateaux with filling factor v = 0, ±1, ±2, ....

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876