耦合电磁场对石墨烯量子磁振荡的影响

摘要

我们研究了包含自旋轨道耦合与杂质散射在内的石墨烯量子磁振荡对外加电磁场的响应.我们发现,石墨烯中自旋轨道耦合、电磁场以及边界共同修正了朗道能谱,且当电场与磁场比值超过某一临界值时,量子磁振荡会突然消失,这与非相对论二维电子气的情况显著不同.这种现象可以通过朗道量子化轨道由封闭转化为开放的半经典理论来解释.此外,我们还发现杂质散射和温度的共同作用会使得磁振荡振幅衰减.我们的结果可用于分析石墨烯及其类似结构(硅烯、锗烯、锡烯等)的费米能级与朗道能谱的相互作用,进而探测自旋轨道耦合引起的能隙.