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  • 赝自旋(pseudospin)究竟是什么?该如何理解?

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    我试着尽量不涉及复杂的公式计算来解释这个问题。

    众所周知,电子结构随着层数的变化而迅速演变,10 层石墨烯的厚度就可以达到三维石墨的限制要求。在很好的近似下,单层和双层石墨烯都有简单的电子能谱:它们都是具有一种电子和一种空穴的零带隙的半导体 (亦即零交叠半金属)。对于三及三以上数目的薄层,能谱将变得复杂:许多电荷载体出现,导带和价带也明显地交叠。这一条件就将石墨烯区分成三类:单、双、多 (3 到 10) 层石墨烯,更厚的结构可以被认为是薄层的石墨。

    石墨烯的实验发现为我们提供了通过测量其电子特性来探寻量子电动力学现象的方法。在分析石墨烯量子电动力学性质的时候,需要引入「手性」这个新的参量。石墨烯的「手性」表明了一个事实,就是具有 k 的电子和具有 k’ 的空穴的状态与石墨烯具有相同的碳亚晶格有复杂的联系。另外,E 为零附近 (能带相交的地方) 的电子态是由不同的亚晶格状态组成的,并且亚晶格之间的关系对准粒子构成的贡献也要被考虑到。这就要求用一个指数来标记亚晶格 A 和 B,就像量子电动力学中的自旋量子数 (上和下) 一样,这个指数被称为「赝自旋」,而「赝自旋」相关的作用几乎控制了与真正自旋相关的作用。手性和膺自旋的概念都非常重要,因