激光辐照的石墨烯的拓扑和无序性质

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石墨烯(Graphene)呈六角蜂窝状的晶体结构,是仅有一个原子尺度厚的二维狄拉克材料,它是近年来研究较多的量子材料,我们计划在石墨烯体系中引入激光辐照和非对角无序,通过理论与数值相结合的手段对输运性质进行探究。本论文主要开展了两方面的工作:(1)在石墨烯量子输运系统中,考虑一个两端由具有周期性的半无限长导线连接的石墨烯样品。由于圆偏振光辐照的石墨烯可等效的由Haldane模型描述,所以中心区取为Haldane模型。通过理论推导与数值模拟相结合的思路计算其透射系数。(2)研究了非对角无序对圆偏振激光辐射的石墨烯的输运性质,发现无序可以诱导非平凡的拓扑性质,由Bott指数和实空间陈数表征,我们进一步研究发现,非绝热的施加激光辐照能有效的使体系进入拓扑非平凡的相。本论文各章的主要内容如下:第一章简要介绍了石墨烯材料的发现、结构特性、制备以及应用,着重介绍了理论和实验上关于激光辐照的石墨烯的重要发现。第二章中首先简要介绍了量子输运的基础知识:贝里相位、贝里曲率、两能级系统和陈数;并且介绍了本文中运用的非平衡Green函数方法、Landauer-Büttiker公式,以方格子模型和Hofstadter模型为例,计算了其隧穿系数。第三章中首先对激光辐照的石墨烯相关理论及实验成果作了简要陈述,其次着重介绍了本章所涉及的Haldane模型以及其量子输运性质。第四章中简要回顾了无序对激光辐照的石墨烯拓扑性质影响的相关研究成果,在二维量子体系中引入非对角无序,理论上研究了圆偏振激光辐照下的石墨烯中,动能项中的非对角无序对体系拓扑性质的影响。第五章对论文进行了总结,并对未来研究工作做了进一步展望。
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