We investigate the resonant tunneling in a single layer graphene superlattice with modulated energy gap and Fermi velocity via an effective Dirac-like Hamiltonian. We calculate the transmission coefficient with the transfer matrix method and analyze the effect of a Fermi velocity modulation on the electronic transmission, in the case of normal and oblique incidence. We find it is possible to manipulate the electronic transmission in graphene by Fermi velocity engineering, and show that it is possible to tune the transmitivity from 0 to 1. We also analyze how a Fermi velocity modulation influences the total conductance and the Fano factor. Our results are relevant for the development of novel graphene-based electronic devices.
References
1.
R.
Tsu
and L.
Esaki
, Appl. Phys. Lett.
22
, 562
(1973
).2.
L. L.
Chang
, L.
Esaki
, and R.
Tsu
, Appl. Phys. Lett.
24
, 593
(1974
).3.
L.
Esaki
and L. L.
Chang
, Phys. Rev. Lett.
33
, 495
(1974
).4.
T. C. L. G.
Sollner
, W. D.
Goodhue
, P. E.
Tannenwald
, C. D.
Parker
, and D. D.
Peck
, Appl. Phys. Lett.
43
, 588
(1983
).5.
A. R.
Bonnefoi
, D. H.
Chow
, and T. C.
McGill
, Appl. Phys. Lett.
47
, 888
(1985
).6.
F.
Beltram
, F.
Capasso
, S.
Luryi
, S. G.
Chu
, A. Y.
Cho
, and D. L.
Sivco
, Appl. Phys. Lett.
53
, 219
(1988
).7.
F.
Capasso
and R. A.
Kiehl
, J. Appl. Phys.
58
, 1366
(1985
).8.
F.
Capasso
, S.
Sen
, A. Y.
Cho
, and D. L.
Sivco
, Appl. Phys. Lett.
53
, 1056
(1988
).9.
F.
Capasso
, S.
Sen
, and A. Y.
Cho
, Appl. Phys. Lett.
51
, 526
(1987
).10.
C. H.
Yang
, Y. C.
Kao
, and H. D.
Shih
, Appl. Phys. Lett.
55
, 2742
(1989
).11.
I.
Grav
, S. C.
Kan
, G.
Griffel
, S. W.
Wu
, A.
Saar
, and A.
Yariv
, Appl. Phys. Lett.
58
, 110
(1991
).12.
K. S.
Novoselov
, A. K.
Geim
, S. V.
Morozov
, D.
Jiang
, Y.
Zhang
, S. V.
Dubonos
, I. V.
Grigorieva
, and A. A.
Firsov
, Science
306
, 666
(2004
).13.
Z.
Chen
, Y.-M.
Lin
, M. J.
Rooks
, and P.
Avouris
, Phys. E
40
, 228
(2007
).14.
C.
Berger
, Z.
Song
, X.
Li
, X.
Wu
, N.
Brown
, C.
Naud
, D.
Mayou
, T.
Li
, J.
Hass
, A. N.
Marchenkov
, E. H.
Conrad
, P. N.
First
, and W. A.
de Heer
, Science
312
, 1191
(2006
).15.
L.-G.
Wang
and X.
Chen
, J. Appl. Phys.
109
, 033710
(2011
).16.
L.-G.
Wang
and S.-Y.
Zhu
, Phys. Rev. B
81
, 205444
(2010
).17.
C.
Bai
and X.
Zhang
, Phys. Rev. B
76
, 075430
(2007
).18.
G.
Li
, G.
Chen
, P.
Peng
, Z.
Cao
, and H.
Ye
, Phys. Lett. A
377
, 2895
(2013
).19.
J.
Gaskell
, L.
Eaves
, K. S.
Novoselov
, A.
Mishchenko
, A. K.
Geim
, T. M.
Fromhold
, and M. T.
Greenaway
, Appl. Phys. Lett.
107
, 103105
(2015
).20.
S. C.
de la Barrera
and R. M.
Feenstra
, Appl. Phys. Lett.
106
, 093115
(2015
).21.
V. H.
Nguyen
, F.
Mazzamuto
, A.
Bournel
, and P.
Dollfus
, J. Phys. D: Appl. Phys.
45
, 325104
(2012
).22.
Z.
Qi
, D. A.
Bahamon
, V. M.
Pereira
, H. S.
Park
, D. K.
Campbell
, and A. H. C.
Neto
, Nano Lett.
13
, 2692
(2013
).23.
B.
Fallahazad
, K.
Lee
, S.
Kang
, J.
Xue
, S.
Larentis
, C.
Corbet
, K.
Kim
, H. C. P.
Movva
, T.
Taniguchi
, K.
Watanabe
, L. F.
Register
, S. K.
Banerjee
, and E.
Tutuc
, Nano Lett.
15
, 428
(2015
).24.
M. T.
Greenaway
, E. E.
Vdovin
, A.
Mishchenko
, O.
Makarovsky
, A.
Patane
, J. R.
Wallbank
, Y.
Cao
, A. V.
Kretinin
, M. J.
Zhu
, S. V.
Morozov
, V. I.
Fal'ko
, K. S.
Novoselov
, A. K.
Gaim
, T. M.
Fromhold
, and L.
Eaves
, Nat. Phys.
11
, 1057
(2015
).25.
J. M.
Pereira
, P.
Vasilopoulos
, and F. M.
Peeters
, Appl. Phys. Lett.
90
, 132122
(2007
).26.
W.-T.
Lu
, W.
Li
, Y.-L.
Wang
, C.-Z.
Ye
, and H.
Jiang
, J. Appl. Phys.
112
, 083712
(2012
).27.
Y.
Xu
, Y.
He
, and Y.
Yang
, Appl. Phys. A
115
, 721
(2014
).28.
Y.
Xu
, Y.
He
, and Y.
Yang
, Phys. B: Condens. Matter
457
, 188
(2015
).29.
A. H.
Castro Neto
, F.
Guinea
, N. M. R.
Peres
, K. S.
Novoselov
, and A. K.
Geim
, Rev. Mod. Phys.
81
, 109
(2009
).30.
N. M. R.
Peres
, Rev. Mod. Phys.
82
, 2673
(2010
).31.
J. R. F.
Lima
, J. Appl. Phys.
117
, 084303
(2015
).32.
M. I.
Katsnelson
, K. S.
Novoselov
, and A. K.
Geim
, Nat. Phys.
2
, 620
(2006
).33.
N. M. R.
Peres
, A. H.
Castro Neto
, and F.
Guinea
, Phys. Rev. B
73
, 241403
(2006
).34.
S. Y.
Zhou
, G.-H.
Gweon
, A. V.
Fedorov
, P. N.
First
, W. A.
de Heer
, D.-H.
Lee
, F.
Guinea
, A. H.
Castro Neto
, and A.
Lanzara
, Nat. Mater.
6
, 770
(2007
).35.
P.
San-Jose
, A.
Gutiérrez-Rubio
, M.
Sturla
, and F.
Guinea
, Phys. Rev. B
90
, 075428
(2014
).36.
P.
San-Jose
, A.
Gutiérrez-Rubio
, M.
Sturla
, and F.
Guinea
, Phys. Rev. B
90
, 115152
(2014
).37.
J.
Gebhardt
, R. J.
Koch
, W.
Zhao
, O.
Höfert
, K.
Gotterbarm
, S.
Mammadov
, C.
Papp
, A.
Görling
, H.-P.
Steinrück
, and T.
Seyller
, Phys. Rev. B
87
, 155437
(2013
).38.
T. B.
Martins
, R. H.
Miwa
, A. J. R.
da Silva
, and A.
Fazzio
, Phys. Rev. Lett.
98
, 196803
(2007
).39.
H.
Wang
, T.
Maiyalagan
, and X.
Wang
, ACS Catal.
2
, 781
(2012
).40.
V. M.
Pereira
and A. H.
Castro Neto
, Phys. Rev. Lett.
103
, 046801
(2009
).41.
T.
Low
, F.
Guinea
, and M. I.
Katsnelson
, Phys. Rev. B
83
, 195436
(2011
).42.
F.
Guinea
, Solid State Commun.
152
, 1437
(2012
), exploring Graphene, Recent Research Advances.43.
A.
Esmailpour
, H.
Meshkin
, and R.
Asgari
, Solid State Commun.
152
, 1896
(2012
).44.
Y.
Wang
, Y.
Liu
, and B.
Wang
, Phys. E
53
, 186
(2013
).45.
C.
Hwang
, D. A.
Siegel
, S.-K.
Mo
, W.
Regan
, A.
Ismach
, Y.
Zhang
, A.
Zettl
, and A.
Lanzara
, Sci. Rep.
2
, 590
(2012
).46.
V. N.
Kotov
, B.
Uchoa
, V. M.
Pereira
, F.
Guinea
, and A. H.
Castro Neto
, Rev. Mod. Phys.
84
, 1067
(2012
).47.
A.
Raoux
, M.
Polini
, R.
Asgari
, A. R.
Hamilton
, R.
Fazio
, and A. H.
MacDonald
, Phys. Rev. B
81
, 073407
(2010
).48.
J.-H.
Yuan
, Z.
Cheng
, Q.-J.
Zeng
, J.-P.
Zhang
, and J.-J.
Zhang
, J. Appl. Phys.
110
, 103706
(2011
).49.
J. R. F.
Lima
, Phys. Lett. A
379
, 1372
(2015
).50.
J. R. F.
Lima
and F.
Moraes
, Solid State Commun.
201
, 82
(2015
).51.
H.
Cheraghchi
and F.
Adinehvand
, J. Phys.: Condens. Matter
26
, 015302
(2014
).52.
J. R. F.
Lima
, Phys. Lett. A
379
, 179
(2015
).53.
G.
Giovannetti
, P. A.
Khomyakov
, G.
Brocks
, P. J.
Kelly
, and J.
van den Brink
, Phys. Rev. B
76
, 073103
(2007
).54.
J. R. F.
Lima
, M.
Vieira
, C.
Furtado
, F.
Moraes
, and C.
Filgueiras
, J. Math. Phys.
53
, 072101
(2012
).55.
N. M. R.
Peres
, J. Phys.: Condens. Matter
21
, 095501
(2009
).© 2016 Author(s).
2016
Author(s)
You do not currently have access to this content.
