اثر كرنش بر روي زمان تونل زني و قطبش پذيري اسپيني در ابرشبكه ي گرافيني

Effects of Strain on the Tunneling Time and Spin Polarization in Graphene Superlattice

در اين مقاله با استفاده از روش ماتريس انتقال و پيوستگي فاز بطور نظري به بررسي زمان تونل زني وابسته به اسپين و قطبش پذيري اسپيني در يك ابرشبكه ي تك لايه ي گرافيني با برهمكنش اسپين - مدار راشبا در حضور كرنش در راستاي زيگزاگ و دسته صندلي مي پردازيم. مشاهده ميشود دامنه ي نوسان زمان تونل زني با افزايش قدرت كرنش افزايش مييابد. علاوه بر اين زماني كه كرنش در راستاي زيگزاگ باشد، به دليل اينكه بردار موج در راستاي رشد ابرشبكه، در داخل سد ميتواند موهومي باشد اثر هارتمن براي اسپين بالا و پايين قابل مشاهده خواهد بود. براي كرنش در راستاي دسته صندلي قطبش پذيري اسپيني با افزايش قدرت كرنش زياد ميشود در حالي كه قطبش پذيري اسپيني براي كرنش زيگزاگ صفر است. وقتي كرنش در راستاي دسته صندلي باشد بر خلاف كرنش در راستاي زيگزاگ زمان تونل زني براي فرود عمود به اسپين الكترون وابسته خواهد بود. با توجه به اختلاف زمان تونل زني بين الكترونها با اسپين بالا و پايين كه ناشي از برهمكنش اسپين - مدار است ميتوان الكترونها با اسپين مختلف را از هم جدا كرد.

In this paper, based on the transfer-matrix and stationary phase methods, we theoretically investigate spin-dependent tunneling time and spin polarization through monolayer graphene superlattice with Rashba spin–orbit interaction in the presence of zigzag and armchair direction strain. It is found that the oscillation amplitude of the tunneling time increases by increasing the strain strength. In addition, for the zigzag direction strain the Hartman effect can be observed for the both spin-up and spin-down electrons, because the x component (the growth direction of superlattice) of the electron wave vector inside the barriers can be imaginary. When the armchair direction strain is applied to a monolayer graphene the spin polarization increases with increasing the strain strength, whereas for the zigzag direction strain it is zero. In this case, unlike the zigzag direction strain tunneling time for the normal incident angle depends on the spin state of electron. According to the difference of the tunneling time between spin-up and spin-down electrons arise from the Rashba spin–orbit coupling, it is possible to make the spin-up and spin-down electrons separate in time domain via tuning the Rashba spin–orbit interaction and strain strength.