On-demand ledningsevne for grafen nanobånd

Fysikere har, for første gang, undersøgte i detaljer tidsudviklingen af ​​ledningsevnen, såvel som andre elektrontransportegenskaber på kvanteniveau, af en grafenindretning, der udsættes for periodiske ultrakorte pulser. Til dato, størstedelen af ​​grafenundersøgelser har overvejet transportegenskabernes afhængighed af de eksterne impulsers karakteristika, såsom feltstyrke, periode eller hyppighed.

De nye resultater er nu offentliggjort i European Physical Journal B af Doniyor Babajanov fra Turin Polytechnic University i Tasjkent, Usbekistan, og kolleger. Disse resultater kan hjælpe med at udvikle grafen-baserede elektroniske enheder, der kun bliver ledere, når en ekstern ultrakort puls påføres, og er ellers isolatorer.

Forfatternes fokus er på transporten i grafen nanobånd drevet af laserimpulser, som blev valgt for deres evne til at anvende periodiske spark til systemet. Babajanov og kolleger stolede på drevne kvantesystemer og kvantekaosteorier for at studere transportegenskaber inden for nanoribbon. I en enkelt sparkeperiode, de fik den nøjagtige løsning af en matematisk ligning, kaldet den tidsafhængige Dirac-ligning. Derefter, ved at iterere denne løsning var de i stand til numerisk og præcist at beregne de vilkårlige karakteristika af tidsafhængig kvantetransport af elektroner i materialet.

De fandt ud af, at anvendelse af ekstern drivkraft fører til forbedring af elektroniske overgange inden for det, der omtales som valens- og ledningsbånd. Denne undersøgelse viser således, at sådanne overgange tillader en dramatisk stigning i ledningsevnen inden for kort tid, gør det muligt at tune de elektroniske egenskaber ved hjælp af korte eksterne impulser.

Det næste trin kunne være at udvide testen til tilfældet med et tidsafhængigt magnetfelt, til belastningsinducerede pseudomagnetiske felter, eller til eksterne monokromatiske felter. Ultimativt, dette kan føre til nyttige applikationer såsom ultrahurtige elektroniske kontakter.