نوفه شلیکی در اتصال های گرافینی

گرافین، یک لایه ی دو بعدی از اتم های کربن است که در یک ساختار زنبور عسلی چیده شده است. این ماد ه ی دو بعدی که مانند نیمه رسانای با گاف صفر رفتار می کند، به دلیل داشتن الکترون های دیراک گونه ی نسبیتی متمایز از نیمه رساناهای معمول رفتار می کند. همچنین گرافین به دلیل داشتن اندازه ی از مرتبه ی اتمی، قابلیت تبدیل به مواد فرومغناطیس با الکترون های اسپین قطبیده را دارد که این امر گرافین را در علم اسپینترونیک از توجه خاصی برخوردار کرده است. یک موضوع بسیار جالب و ویژگی قابل اندازه گیری در علم اسپینترونیک، رسانش کوانتومی می باشد. علاوه بر رسانش، افت و خیزهای غیرتعادلی جریان که از گسسته بودن حامل های بار ایجاد می شوند(نوفه شلیکی) ابزار قابل اندازه گیری دیگری هستند که اطلاعاتی از سیستم به ما می دهند که از اندازه گیری رسانش و جریان نمی توان بدست آورد. نوفه شلیکی و رسانش کوانتومی در اتصال گرافین عادی / گرافین فرومغناطیس/گرافین عادی با استفاده از فرمولبندی لاندائور بوتیکر بررسی شده است که در این اتصال گرافین فرومغناطیسی نقش سد مغناطیسی را بازی می کند. با توجه به اینکه برهمکنش ها مقدار نوفه را از مقدار نوفه پواسونی اش (نوفه مربوط به ذرات مستقل از هم) کم می کنند و همچنین با توجه به کایرال بودن حامل های بار در گرافین، به دنبال برهمکنش جدیدی در این اتصال هستیم. بررسی ها نشان داده است که اصل طرد پائولی که بین الکترون های با اسپین موافق است ، مقدار نوفه را کم می کند. ما نشان می دهیم به دلیل کایرال بودن ذرات نسبیتی در گرافین، یک اصل طرد دیگری وجود دارد که بین ذرات با اسپین مخالف است. یعنی در حالتی که تونل زنی کلاین امکان پذیر است الکترون های با اسپین بالا و پائین در هنگام ورود به ناحیه فرومغناطیس گرافین، به ترتیب به نوار رسانش و ظرفیت می روند و این قید مقدار نوفه را کم می کند. برای بررسی بیشتر رفتار اتصال گرافین عادی / گرافین فرومغناطیس/گرافین عادی، ترابرد وابسته به اسپین در مجموعه متوالی از این اتصال ها محاسبه شده است. محاسبات نشان می دهند که اتصال گرافین عادی / گرافین فرومغناطیس/گرافین عادی نقش قطبنده را دارد و با افزایش نامتناهی از این ساختار می توان به الکترون های کاملا قطبیده رسید. همچنین نکته حائز اهمیت دیگری که متمایز بودن گرافین را از نیمه رساناهای معمول نشان می دهد این است که با افزایش پتانسیل الکتروستاتیکی همواره ترابرد اسپینی به جای میراشدن ، به صورت تناوبی تغییر می کند.