تولید جریان قطبش اسپینی توسط نور قطبیده در گرافین بدون بایاس

Abstract

در این مقاله، یک سیستم گرافینی متصل به دو کانال نیمه بی‌نهایت را مدل سازی کرده و مورد مطالعه قرار داده‌ایم. نور (با قطبش های خطی و دایروی) بطور عمودی به سیستم می‌تابد. با فرض وجود جفت شدگیِ قابل تنظیمِ اس‍پین مدار راشبا، ناشی از حضور ولتاژ گیت، ترابرد الکترونی و اسپینی در سیستم مورد بررسی قرار گرفت. برای محاسبات ترابرد کوانتومی از رهیافت تابع گرین غیرتعادلی و مدل تنگ بست استفاده شده است. با توجه به نتایج، مشاهده شد که پاسخ اسپینی برای نور با قطبش خطی در راستاهای X و Y متفاوت است در حالی‌که دو قطبش دایروی راستگرد و چپگرد در تولید قطبش اسپینی رفتاری کاملا منطبق بر هم دارند. همچنین مشاهده شد، در بایاس صفر، مقدار جریان الکتریکی ایجاد شده توسط نور کم بوده و قطبش اسپینی مقداری قابل ملاحظه دارد. نابرابری جریان اسپینی ایجاد شده در سیستم، با افزایش برهمکنش اسپین-مدار راشبا افزایش پیدا می‌کند. با توجه به علامت متفاوت جریان اسپینی برای قطبش‌های خطی نور در راستای X و Y می‌توان از آن به‌عنوان آشکارساز اسپینی قطبش نور خطی استفاده کرد. همچنین مشاهده شد، برهمکنش راشبا تاثیر قابل ملاحظه‌ای بر روی جریان الکتریکی تولید شده توسط نور، ندارد. در بایاس صفر نور می‌تواند جریان الکتریکی ضعیفی تولید نماید که جهت این جریان کاملا به قطبش نور فرودی بستگی دارد.

Keywords

• گرافین
• روش تابع گرین غیرتعادلی
• برهمکنش الکترون فوتون
• اسپینترونیک