Мезоскопические состояния в графене, находящемся в магнитном поле: коллапс и возрождение волновых пакетов

Анотація

Исследованы эффекты коллапса и возрождения волновых пакетов в монослойном и двухслойном графене в присутствии внешнего перпендикулярного магнитного поля. Изучена эволюция электронных волновых пакетов, являющихся суперпозицией состояний с квантовыми числами n, близкими к номеру некоторого уровня Ландау n₀. Аналитически рассчитаны и визуализированы плотности вероятности, а также средние скорости центра пакетов. Начальный волновой пакет, включающий состояния только с положительной энергией, теряет пространственную локализацию и распадается на несколько подпакетов в моменты t = (m/n)T_R, где T_R — время возрождения, m и n — взаимно простые числа. Кроме этого, показано, что поведение волнового пакета, состоящего из состояний двух энергетических зон (с E_n > 0 и E_n < 0), является более сложным. Такой пакет расщепляется на две части, которые вращаются с циклотронной частотой в противоположных направлениях. Обсуждается характер электромагнитного излучения волновых пакетов, испытывающих периодический коллапс и возрождение.