磁势垒对石墨烯量子点束缚态及散射的作用

摘要

石墨烯量子点，是一种准零维碳纳米材料，这种独特的结构导致了激子效应和量子尺寸效应。此外，石墨烯量子点的性质是由石墨烯和量子点的性质共同决定的，具有石墨烯特有的反常量子霍尔效应、克莱因隧穿、高的透射率和电子迁移率以及无毒性等等，同时还保留了量子点的电子、光学特性。石墨烯量子点作为石墨烯家族的最新成员，量子点中的准粒子满足相对论的Dirac方程，为凝聚态物理学和高能物理学搭起一座桥梁。石墨烯量子点是一种非零带隙的新型半导体材料，带隙的大小可以通过磁势垒以及修改石墨烯量子点的尺寸进行调节。基于上述原因，本论文中我们主要从以下两个方面研究它的重要性。
　　(1)首先在研究量子点内B=0的情况下石墨烯量子点的能级结构的基础上，研究了量子点圆内外磁势垒以及质量势垒不同的情况下石墨烯量子点的能级结构，发现了量子点内外磁场竞争的关系，同时分析了质量、磁通量、量子点半径对系统束缚态的重要影响。最后还计算了不同磁势垒情况下系统波函数的几率密度，详细分析了系统波函数的节点数、基态和激发态的不同。
　　(2)同时研究了电势垒与磁势垒驱动下电子穿越石墨烯量子点Dirac电子的散射行为，通过计算石墨烯量子点的散射效率和电流密度，发现并分析了电子穿越电势垒和磁势垒驱动下石墨烯量子点的共振散射和瞬时电子捕获随量子点半径、电势垒和磁势垒、入射能量的变化情况。并比较分析石墨烯量子点在电势垒、磁势垒、质量势垒下散射问题的相似和不同。