【摘 要】
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石墨烯和单层过渡金属硫化物等新型二维电子气材料的发现丰富了二维电子气材料系统的种类,促进了二维电子气领域的相关研究和发展。本学位论文理论研究了石墨烯流体动力学电子液体的太赫兹磁光响应特性和单层二硫化钼中由邻近效应和电子-电子交互作用引起的准粒子特性,并探讨了它们在电子学、光学和光电子学器件中的应用前景。所开展的研究工作如下:利用半经典玻尔兹曼方程推导得到的动量平衡方程和无规则相近似下的介电函数理论
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石墨烯和单层过渡金属硫化物等新型二维电子气材料的发现丰富了二维电子气材料系统的种类,促进了二维电子气领域的相关研究和发展。本学位论文理论研究了石墨烯流体动力学电子液体的太赫兹磁光响应特性和单层二硫化钼中由邻近效应和电子-电子交互作用引起的准粒子特性,并探讨了它们在电子学、光学和光电子学器件中的应用前景。所开展的研究工作如下:利用半经典玻尔兹曼方程推导得到的动量平衡方程和无规则相近似下的介电函数理论研究了石墨烯流体电子液体的太赫兹磁光吸收(磁光电导率)、法拉第旋转和磁等离激元性质。当磁场下的磁长度lB=1/2h/eB与电子-电子相互作用下的平均自由程相当时(lBlee),石墨烯流体电子液体中的粘滞效应会显著减弱太赫兹频段的回旋共振和法拉第旋转等磁光效应。在磁场下,存在上混合磁等离激元模式和回旋共振磁等离激元模式。在波矢较大的区域,磁等离激元模式受到粘滞效应的影响较大,并会导致等离激元频率的红移。所得到的结果表明,石墨烯流体电子液体中的粘滞效应会对其磁光和磁等离激元性质产生较大的影响。单层二硫化钼具有较好的电子学性质以及较强的内秉自旋-轨道耦合效应。通过考虑单层二硫化钼中电子-电子相互作用的多体效应,利用无规则相近似下的介电函数和格林函数理论计算了零温下单层二硫化钼的准粒子性质。随着总电子浓度的增加,其屏蔽效应也随之增加。在产生电子屏蔽时,Hartree作用对自能的影响仅提供一个常量背景,可忽略不计。因此,主要考虑了交换作用项对自能的影响。交换自能的作用主要集中在小波矢区间,随着波矢的增加自能逐渐减小。通过图解法,根据格林函数得到能谱随波矢的变化关系,结果表明交换自能会使能谱的自旋劈裂增大,自旋劈裂也会随着总电子浓度的增加而增大,自能对自旋劈裂的影响主要集中在小波矢区间。本论文的研究结果表明石墨烯中的粘滞效应对石墨烯流体电子液体的磁光和磁等离激元性质有较大的影响,单层二硫化钼中的邻近效应以及交换作用都对其能带中的自旋劈裂产生了较大的影响。
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