بررسی برهمکنش های الکترون-الکترون، الکترون-فونون، الکترون-فوتون و اسپین-مدار راشبا در خواص الکترونی و ترابرد نانوساختارهای گرافنی

در این تحقیق با استفاده از روش بستگی قوی و هامیلتونی بسط داده شده بر پایه اوربتال¬های اتمی و فرمول¬بندی تابع گرین به بررسی برهمکنش¬های الکترون-الکترون، الکترون-فونون، الکترون-فوتون و اسپین-مدار راشبا بر روی خواص الکترونی، مغناطیسی و ترابرد در نانو ساختارهای کربنی می¬پردازیم. وجود لبه¬های زیگزاگ در نقاط کوانتومی کربنی موجب جایگزیدگی اسپین بر روی لبه¬ها و مغناطش خالص در نانوساختار می¬شود. برای بررسی برهمکنش الکترون-الکترون، الکترون-فونون و راشبا اسپین-مدار به ترتیب از مدل¬های هابارد، هالشتاین و کین-مله و همچنین برای ساده¬سازی جملات بس¬ذره¬ای هامیلتونی برهمکنش از روش تبدیل یکانی به همراه تابع گرین استفاده شده است. نانوساختارهای مورد بررسی نقاط کوانتومی گرافنی با لبه¬های زیگزاگ هستند. برهم¬خوردن نظم زیرلایه¬های مختلف در ساختار شش گوشی و برهمکنش الکترون-الکترون موجب جایگزیدگی اسپین بر روی لبه¬های زیگزاگ و مغناطش خالص در سیستم می¬شود. حضور سایر برهمکنش¬های مورد بررسی می¬تواند موجب استتار یا تقویت برهمکنش بین الکترون¬ها شود که موجب تغییر خواص مغناطیسی سیستم می¬شود. همچنین با در نظرگرفتن برهمکنش اسپین-مدار راشبا حالت¬های اسپینی بالا و پایین مخلوط شده و موجب کاهش مغناطش در سیستم کوانتومی می¬شود. بر اساس محاسبات انجام شده برهمکنش¬های بس¬ذره¬ای و برهمکنش اسپین-مدار نقش بسزایی در ویژگی¬های مختلف نقاط کوانتومی گرافنی برعهده دارند و حتی مقدار ضعیف برهمکنش اسپین-مدار راشبا قادر به تغییر عمده خواص فیزیک سیستم می¬باشد.