Die Einteilchen-Green-Funktion (GF) mesoskopischer Strukturen spielt eine zentrale Rolle beim mesoskopischen Quantentransport. Die rekursive GF-Technik ist ein Standardwerkzeug, um diese Größe numerisch zu berechnen, aber ihr fehlt die physikalische Transparenz und sie ist auf relativ kleine Systeme beschränkt. Hier präsentieren wir einen numerisch effizienten und physikalisch transparenten GF-Formalismus für eine allgemeine Schichtstruktur. Im Gegensatz zur rekursiven GF, die die GF direkt durch die Dyson-Gleichungen berechnet, wandelt unser Ansatz die Berechnung der GF in die Erzeugung und anschließende Ausbreitung einer Streuwellenfunktion um, die von einer lokalen Anregung ausgeht. Diese Sichtweise erlaubt uns nicht nur, vorhandene Ergebnisse prägnant und physikalisch intuitiv zu reproduzieren, sondern liefert auch analytische Ausdrücke der GF in Form einer verallgemeinerten Streumatrix. Dies identifiziert die Beiträge jedes einzelnen Streukanals zum GF und ermöglicht somit die quantitative Extraktion dieser Informationen aus Dual-Sonden-STM-Experimenten. Die Einfachheit und physikalische Transparenz des Formalismus erlaubt es uns außerdem, die Mehrfachreflexion analytisch zu behandeln und eine analytische Regel abzuleiten, um die GF eines allgemeinen Schichtsystems zu konstruieren. Dies könnte die Rechenzeit erheblich verkürzen und Quantentransportrechnungen für große Proben ermöglichen. Wir wenden diesen Formalismus an, um sowohl analytische Analysen als auch numerische Simulationen für die zweidimensionale Leitwertkarte eines realistischen Graphens durchzuführen $p-n$ Kreuzung. Die Ergebnisse demonstrieren die Möglichkeit, das durch negative Brechung verursachte ortsaufgelöste Interferenzmuster zu beobachten und zeigen außerdem einige interessante Merkmale, wie den abstandsunabhängigen Leitwert und seine quadratische Abhängigkeit von der Ladungsträgerkonzentration im Gegensatz zur linearen Abhängigkeit in einheitlichem Graphen.

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• Eingegangen am 19. September 2016
• Überarbeitet am 20. Januar 2017

DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevB.95.075421

Festkörper- und MaterialphysikAllgemeine Physik

Quelle: http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevB.95.075421