近期，我院宋俊涛教授课题组利用非平衡格林函数方法结合紧束缚哈密顿量，研究了Kekulé石墨烯的输运性质，分别在《Applied Physics Letters》《New Journal of Physics》上发表了题为“Controllable Nernst and Seebeck effects in graphene with O-shaped Kekulé structure”和“The transport properties of Kekulé-ordered graphene p-n junction”的文章。博士生张培培为论文第一作者，宋俊涛教授和翟利学副研究员为论文共同通讯作者。

热电效应是物体在温度梯度下产生电流或电荷积累的一种现象，主要包括塞贝克（Seebeck）效应和能斯特（Nernst）效应。由于其可将热能转换为电能，探寻高效率的热电效应材料一直是科研工作者的关注焦点。张培培同学在宋俊涛教授和翟利学副研究员的指导下研究了Kekulé-O石墨烯的Seebeck和Nernst效应。研究表明，在低温下Seebeck系数可以达到2.5mV/K，Nernst系数可以达到2.0mV/K，在室温下Seebeck系数可以达到0.78mV/K，Nernst系数可以达到0.95mV/K，并且通过调控晶格间电子跃迁能同样可以在高温下获得大的Seebeck和Nernst系数。该研究成果为高效可控的热电效应器件的制备提供了新思路。

PN结是晶体管和集成电路最基础、最重要的组成单元，其特性直接影响晶体管和集成电路工作效率。张培培同学对Kekulé石墨烯PN结的输运性质进行了研究。研究表明，在Kekulé-O石墨烯PN结中，由于谷耦合导致手征对称性破缺，电子克莱因（Klein）隧穿被抑制，只能发生共振隧穿。在Kekulé-Y石墨烯PN结中，体系保持手征对称性，电子透射以Klein隧穿为主；当反演对称性破缺时，单谷相出现，此时共振隧穿和Klein隧穿同时存在，电子隧穿增强。在强磁场下，霍尔边界态形成，体系电导减小，但无序可以增强电导。该研究成果为高性能异质结电子器件的研发提供理论依据。

研究工作得到国家自然科学基金、河北省自然科学基金等项目的支持。

《Applied Physics Letters》是物理学知名期刊，2022年期刊影响因子为4.0；《New Journal of Physics》是物理学领域原创性研究成果的开放获取期刊，2022年期刊影响因子为3.3。

相关链接：

[1] https://doi.org/10.1063/5.0172354

[2] https://doi.org/10.1088/1367-2630/ad091d