我科學家發現石墨烯p-n結的電導平台

 中國科學院物理研究所凝聚態理論與(yu) 計算材料實驗室/北京凝聚態物理國家實驗室凝聚態理論與(yu) 計算材料研究部孫慶豐(feng) 研究員，與(yu) 首都師範大學的龍文副教授、香港大學的王健教授合作，對由石墨烯組成的p-n結的輸運性質開展研究。研究成果發表在10月16日出版的Physical Review Letters 101, 166806 （2008）上。

    石墨烯，也就是單層石墨，它是由一層六角蜂窩狀的碳原子組成。在上世紀中，人們(men) 已發現單層石墨的能帶結構很特殊：在K點態密度是零，但能隙也為(wei) 零；在K點附近，色散關(guan) 係是線性。這特殊的能帶結構使得石墨烯的準粒子具有與(yu) 靜止質量為(wei) 0的相對論粒子有相似的行為(wei) 。zui近，人們(men) 在實驗上成功的出石墨烯，這引起人們(men) 的極大興(xing) 趣。

    孫慶豐(feng) 及其合作者研究發現在強磁場下的幹淨石墨烯p-n結的電導非常小，但雜質能極大地加強該體(ti) 係的電導，並且在合適的無序強度時，出現電導平台。平台值在1，3/2，5/3，3，…，（單位e^2/h），由朗道能級的填充因子決(jue) 定。在小填充因子區的電導平台能存在在非常廣寬的無序強度範圍，但在高填充因子區的電導平台可能出現。以上結果能夠與(yu) zui近的實驗很好地相符。