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Institucional

Jellal, Ahmed

Transmissions and group delay time in graphene with proximity exchange field and double barriers

IOP Publishing Ltd

PHYSICA SCRIPTA

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We study the transmission and group delay time for fermions in graphene under a proximity exchange field scattered by double barriers. Solving the Dirac equation over five regions, we calculate transmission and reflection coefficients using the transfer matrix method, and analyze group delay time using a Gaussian wave packet and the stationary phase method. Our results reveal spin-dependent features in transmission and group delay time, with notable shifts between spin orientations, especially for configurations with up to three layers of boron nitride (BN). We observe enhanced Klein tunneling peaks and full transmission conditions for certain combinations of system parameters. The double-barrier configuration also significantly improves the group delay time compared to the single-barrier case. In fact, we show that the group delay time oscillates as the barrier width increases without showing signs of saturation, indicating the absence of the Hartman effect. This is in contrast to the single-barrier case, where the group delay time is found to saturate as the barrier width increases. In addition, we identify critical angles and maximum energies for evanescent modes.Estudiamos la transmisión y el tiempo de retardo de grupo para fermiones en grafeno bajo un campo de intercambio de proximidad dispersado por barreras dobles. Resolviendo la ecuación de Dirac en cinco regiones, calculamos los coeficientes de transmisión y reflexión mediante el método de la matriz de transferencia y analizamos el tiempo de retardo de grupo utilizando un paquete de ondas gaussiano y el método de fase estacionaria. Nuestros resultados revelan características dependientes del espín en la transmisión y el tiempo de retardo de grupo, con cambios notables entre orientaciones de espín, especialmente para configuraciones con hasta tres capas de nitruro de boro (BN). Observamos picos de tunelización de Klein mejorados y condiciones de transmisión completa para ciertas combinaciones de parámetros del sistema. La configuración de doble barrera también mejora significativamente el tiempo de retardo de grupo en comparación con el caso de barrera simple. De hecho, mostramos que el tiempo de retardo de grupo oscila a medida que aumenta el ancho de la barrera sin mostrar signos de saturación, lo que indica la ausencia del efecto Hartman. Esto contrasta con el caso de barrera simple, donde se observa que el tiempo de retardo de grupo se satura a medida que aumenta el ancho de la barrera. Además, identificamos ángulos críticos y energías máximas para modos evanescentes.

artículo original

graphene

bouble barrier

proximity exchange field

transmission

klein tunneling

group delay time

Hartman effect

10.1088/1402-4896/adbd8b

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Transmissions and group delay time in graphene with proximity exchange field and double barriers

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