Transmission spectra of the ultrarelativistic quasielectrons in the single barrier structures based on the gapped graphene

Анотація

Розглянуто контактні структури, що складаються з трьох областей графену, середня з яких є потенціальним бар’єром для квазіелектронів. В рамках континуальної моделі на основі рівняння діраківського типу розраховано та проаналізовано коефіцієнт пропускання квазіелектронів Т у двох типах струк-тур: в одній із них бар’єрна область (прямокутної форми) представлена щілинним графеном, а позабар’єрні — безщілинним (структура «b»), в іншій структурі, навпаки, бар’єрна область — безщілинний графен, позабар’єрні області — щілинний (структура «a»). Вважається, що існує електростатичний бар’єр, а також бар’єр швидкості Фермі, обумовлений тим, що ця величина може набувати різних значень у бар’єрній та позабар’єрній областях (υ_F2 та υ_F1 відповідно) розглянутих структур. Тунельні спектри для структур без і з наявністю енергетичної щілини істотно відрізняються, зокрема, її наявність може приводити до значного зниження Т в обох структурах «а» і «b»; для більшості значень параметрів системи вплив енергетичної зони на трансмісійні спектри є більшим для структури «b». Цей факт може бути використано при роз-робці пристроїв транзисторного типу на основі графену. Коефіцієнт пропускання T є дуже чутливим до параметра ε = υ_F2/υ_F1. Важливу роль у формуванні спектрів трансмісії відіграють резонанси типу Фабрі–Перо, а також наявність критичного кута падіння квазіелектронів на бар’єр. Надано аналіз залежності коефіцієнта T від інших (крім ε) параметрів задачі, таких як величина енергетичної щілини та ширина бар’єра.