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本文我们采用平均场近似的方法,得到了石墨烯紧束缚哈密顿量的Bogoliubov-deGennes(BdG)方程,通过对这个BdG方程进行自洽求解,研究了石墨烯的超导配对势和石墨烯SNS(superconductor-normalconductor-superconductor)Josephson结的近邻效应、约瑟夫森电流等。
文章内容主要包括以下几部分:第一章中首先介绍了最基本的几种碳基晶体材料如石墨、富勒烯、碳纳米管,接着对石墨烯的发现、制备及应用,做了简单的介绍。第二章介绍了单层石墨烯的晶体结构、能带结构、电子特性以及无序对石墨烯性质的影响。第三章是我们研究的主要内容,首先我们通过对S波超导配对势自洽计算,研究了在无掺杂的情况下,化学势与超导配对势的关系,以及无序对石墨烯超导配对势的影响,然后通过改变超导区和正常区域的化学势以及约瑟夫森结中正常区域的长度,研究了石墨烯约瑟夫森结中的近邻效应和约瑟夫森电流。计算结果显示,当超导区和正常导电区的化学势都位于范霍夫奇点附近时,近邻效应最明显,约瑟夫森电流最大。通过缩短约瑟夫森结中正常区域的长度,近邻效应和约瑟夫森电流得到增强。