Repositorio
Institucional

Jellal, Ahmed

Laser-assisted tunneling and Hartman effect in graphene under scalar potential and exchange fields

ELSEVIER

PHYSICA E-LOW-DIMENSIONAL SYSTEMS & NANOSTRUCTURES

en

We study the tunneling effect of Dirac fermions in a graphene sheet by introducing a potential barrier in a region of width D exposed to laser field. This sheet is placed on a boron nitride/ferromagnetic substrate such as cobalt or nickel. By using the Floquet theory, we determine the solutions of the energy spectrum. We calculate the transmission and reflection coefficients by applying the boundary conditions along with the transfer matrix method. These coefficients help determine their probabilities by current densities and group delay times by their phases. We numerically show that the laser field plays a crucial role in this structure, as it completely suppresses Klein tunneling compared to the case without laser. Furthermore, in contrast to the Hartman effect, the group delay time becomes dependent on the barrier width with the appearance of additional peaks. This suggests that fermion-field interactions cause additional delays within the barrier and also help to reduce spin coupling. Adding BN layers increases the interval of transmission suppression and completely eliminates coupling after the addition of three BN layers. Total reflection is observed for incident fermions with an angle less than -1 or greater than one.Estudiamos el efecto túnel de los fermiones de Dirac en una lámina de grafeno mediante la introducción de una barrera de potencial en una región de ancho D expuesta a un campo láser. Esta lámina se coloca sobre un sustrato de nitruro de boro/ferromagnético, como cobalto o níquel. Utilizando la teoría de Floquet, determinamos las soluciones del espectro de energía. Calculamos los coeficientes de transmisión y reflexión aplicando las condiciones de contorno junto con el método de la matriz de transferencia. Estos coeficientes ayudan a determinar sus probabilidades mediante las densidades de corriente y los tiempos de retardo de grupo mediante sus fases. Mostramos numéricamente que el campo láser desempeña un papel crucial en esta estructura, ya que suprime completamente el efecto túnel de Klein en comparación con el caso sin láser. Además, a diferencia del efecto Hartmann, el tiempo de retardo de grupo se vuelve dependiente del ancho de la barrera con la aparición de picos adicionales. Esto sugiere que las interacciones fermión-campo causan retardos adicionales dentro de la barrera y también ayudan a reducir el acoplamiento de espín. La adición de capas de BN aumenta el intervalo de supresión de la transmisión y elimina completamente el acoplamiento después de la adición de tres capas de BN. Se observa reflexión total para fermiones incidentes con un ángulo menor que -1 o mayor que uno.

artículo original

Graphene

Laser fields

Klein tunneling

Group delay

Hartman effect

10.1016/j.physe.2025.116227

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HIGH-QUALITY

TIME

REFLECTION

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TIME

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Física de la Materia Condensada

Física Atómica, Molecular y Química

Óptica

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WOS:001448738300001

Laser-assisted tunneling and Hartman effect in graphene under scalar potential and exchange fields

artículo original

ELSEVIER

PHYSICA E-LOW-DIMENSIONAL SYSTEMS & NANOSTRUCTURES

Nanoscience & Nanotechnology

Physics, Condensed Matter

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1386-9477

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