Tunable electronic transport and unidirectional quantum wires in graphene subjected to electric and magnetic fields
石墨烯中的磁势垒不容易调节。然而，引入电场和磁场两者在石墨烯中提供了可调谐的且更可控的电子状态。在这里，我们研究这样的系统。可以使用垂直的电场和磁场在石墨烯中形成一维通道。该通道（量子线）支持局域化的电子-空穴态，其参数可以由电场控制。这种量子线提供了特殊的导电特性，如单向导电性和对无序的鲁棒性。两个分离的量子线包括具有两种类型的本征模的波导：一种类型类似于传统波导，另一种类型由沿着波导的边界传播的耦合表面波形成。
2010-02-08 cond-mat.mes-hall
Tunable terahertz radiation from graphene induced by moving electrons
基于由位于周期性介电光栅上的单个石墨烯层组成的结构，我们从理论上证明了在石墨烯层顶部移动的电子束团可以产生强烈的太赫兹（THz）辐射。基础物理学在于具有相当低的电子能量（$\sim$ 1 keV）的移动电子聚束可以有效地激发具有近场的强约束的THz频率的石墨烯等离子体（GP）的事实。对于那些满足相位匹配条件的GP，光栅可以将GP进一步散射到自由空间中。辐射图案可以通过改变移动电子的速度来控制。重要的是，辐射频率可以通过改变石墨烯层的费米能级来调谐，从而提供可以覆盖宽频率范围的可调谐THz辐射。我们的研究结果可以为开发基于石墨烯的可调谐和微型THz辐射源铺平道路。
2014-02-12 cond-mat.mes-hall
Wide Angle Dynamically Tunable Enhanced Infrared Absorption on Large Area Nanopatterned Graphene
通过在纳米图案化单层石墨烯上激发狄拉克等离子体来增强光-物质相互作用是实现高红外吸收的有效途径。在此，我们设计并制备了具有和不具有光学腔的纳米孔和纳米盘的六边形平面阵列，在图案化的石墨烯上激发Dirac等离子体，并研究了等离子体寿命、消光截面、入射光偏振、入射光角度和图案尺寸对光吸收光谱的影响。
2018-06-03 cond-mat.mes-hall
On the possibility of tunable-gap bilayer graphene FET
我们探索了可调间隙双层石墨烯FET的器件潜力，该器件利用通过经由独立栅极操作施加垂直电场来打开双层石墨烯中的带隙的可能性。我们使用原子模拟的基础上的泊松和薛定谔方程的NEGF形式主义的自洽的解决方案来评估设备的行为。我们表明，这个概念的作品，但带隙开放是不够强大，以抑制带到带隧穿，以获得足够大的离子/Ioff比CMOS器件的操作。
2008-10-01 cond-mat.mes-hall
Tunable Graphene Single Electron Transistor
我们报告了石墨烯单电子晶体管的电子输运实验。该器件由通过两个窄的石墨烯收缩连接到源极和漏极的石墨烯岛组成。它是静电可调的三个横向石墨烯栅极和一个额外的背栅。隧道耦合是栅电压的强非单调函数，表明势垒中存在局域态。我们研究了隧道能隙的能量尺度、收缩区的共振和库仑阻塞共振。从库仑金刚石测量在不同的设备配置（即障碍配置），我们提取的充电能量为3.4毫电子伏，并估计一个特征的能量尺度为10毫电子伏的收缩共振。
2008-06-09 cond-mat.mes-hall
Tunable Adsorbate-Adsorbate Interactions on Graphene
我们提出了一种机制来控制石墨烯上吸附物之间的相互作用。一对吸附物之间的相互作用-一种吸附物在另一种存在下的吸附能的变化-由石墨烯的π电子介导的相互作用主导，并且具有两个不同的机制。从头算密度泛函，数值紧束缚，和分析计算被用来发展的理论。我们证明，相互作用可以在很宽的范围内调整通过调整吸附剂-石墨烯键合或化学势。
2013-09-12 cond-mat.mes-hall
Electrical observation of a tunable band gap in bilayer graphene nanoribbons at room temperature
我们研究了室温下双层石墨烯纳米带的输运性质。该器件采用传统的CMOS兼容工艺制造。通过分析在电荷中性点的电阻作为垂直于石墨烯表面施加的电场的函数的依赖性，我们表明，在态密度的带隙打开，达到有效值约sim50 meV。这证明了双层石墨烯在常规CMOS环境中作为FET沟道材料的潜力。
2010-01-28 cond-mat.mes-hall
Design of electron wave filters in monolayer graphene by tunable transmission gap
我们研究了非零入射角下单层石墨烯势垒的透射率。考虑平行波矢的影响，在克莱因隧穿和经典运动两种情况下，由于倏逝波的存在，透射率随入射能量的变化存在一个间隙。通过入射角、势垒高度和宽度对透射间隙的调制可能导致石墨烯基电子器件中的潜在应用。
2009-07-02 cond-mat.mes-hall
Tunable Hybridization Between Electronic States of Graphene and Physisorbed Hexacene
通过物理吸附有机分子的非共价官能化提供了一种可扩展的方法，用于修饰石墨烯的电子结构，同时保持其优异的载流子迁移率。在这里，我们研究了长链并苯的物理吸附，即，并六苯及其氟化衍生物全氟并六苯，双层石墨烯可调石墨烯器件使用第一性原理方法。我们发现这些分子的吸附导致在石墨烯的电子结构中形成接近其费米能级的局域态，这可以很容易地通过外部电场进行调谐。电场不仅在双层石墨烯中产生高达250 meV的可变带隙，而且强烈影响分子-石墨烯系统内的电荷再分布。发现这种电荷重新分布足够弱，不会引起强表面掺杂，但足够强，以帮助保持石墨烯的狄拉克点附近的电子态。
2015-07-30 cond-mat.mes-hall
Graphene nanoring as a tunable source of polarized electrons
我们提出了一种新的自旋过滤器的基础上的石墨烯纳米环以上的铁磁条制造。铁磁体中离子的磁矩与电子自旋之间的交换相互作用使电子态分裂，并引起电导和总电流的自旋极化。我们证明，电流和它的极化可以控制的侧栅电压。这打开了使用所提出的设备作为极化电子的可调源的可能性。
2012-04-09 cond-mat.mes-hall
Hybrid Metal-Graphene Plasmons for Tunable Terahertz Technology
在其许多突出的特性中，石墨烯支持太赫兹表面等离子体波-与紧密定位在表面附近的电磁场连接的亚波长电荷密度振荡[1，2]。当这些波被限制在有限尺寸的石墨烯时，等离子体共振出现，其特征在于在石墨烯的相对边缘处交替电荷积累。这种结构的谐振频率取决于尺寸和表面电荷密度，并且可以通过施加栅极电压在整个太赫兹范围内进行电调谐[3，4]。然而，可调谐石墨烯THz等离子体激元的前景尚未实现，因为大多数提出的包括检测器、滤波器和调制器的光电子器件[5-10]期望吸收或透射的接近全部调制，并且需要与石墨烯的电接触-使用现有等离子体激元结构难以满足的约束。我们在这里报告了一类新的等离子体共振，发生在混合石墨烯-金属结构。亚波长金属触点形成用于积累电荷的电容网格，而窄交错石墨烯通道（至第一阶）用作可调谐电感介质，从而形成与入射太赫兹波谐振匹配的结构。我们通过实验证明了在现成的大面积石墨烯中接近理论最大值的共振吸收，这是太赫兹探测器和可调谐吸收器的理想选择。我们进一步预测，使用高迁移率石墨烯将允许谐振THz透射率接近100%，实现可调谐THz滤波器或调制器。该结构与入射的THz辐射强耦合，并且解决了如何将可调谐等离子体通道并入具有电接触的设备中的基本问题。
2015-07-10 cond-mat.mes-hall
Graphene quantum blisters: a tunable system to confine charge carriers
由于克莱因隧穿，石墨烯中的电子的静电约束是不可能的。这阻碍了石墨烯用于量子点应用。只有通过有限寿命的准束缚态才能实现对载流子的束缚。在这里，我们提出，双层石墨烯与局部区域的去耦石墨烯层能够产生的静电门的应用下的束缚态。这种量子泡中的离散能级对应于顶层和底层中的局域电子和空穴态。我们发现，这层本地化和能量谱本身是可调的全球静电门，后者也符合在石墨烯盘的电子模式。奇怪的是，能量接近连续谱的状态主要存在于定义水泡的域之外的经典禁戒区域中。结果对于泡罩的尺寸和形状的变化是稳健的，这表明它是实现石墨烯中的可调静电约束的通用系统。
2018-05-27 cond-mat.mes-hall
Tunable quantum interference in bilayer graphene in double-resonant Raman scattering
双层石墨烯中的双共振$2D$拉曼模式的线形通常被认为是特定激光激发能的特征。在这里，在一个联合的实验和理论研究中，我们分析了双层石墨烯的双共振拉曼散射过程的电子展宽参数$γ$的依赖性。我们证明了对称和反对称散射过程之间的比例敏感地依赖于电子态的寿命，解释了实验观察到的复杂的$2D$模式线形状的变化。
2018-12-18 cond-mat.mes-hall
DFT Simulations of Inter-Graphene-Layer Coupling with Rotationally Misaligned hBN Tunnel Barriers in Graphene/hBN/Graphene Tunnel FETs
范德华异质结构允许新颖的器件，例如二维到二维隧道器件，例如层间隧道FET。这些器件采用沟道/隧道势垒/沟道几何形状。然而，在这些多层材料的逐层剥离期间，旋转未对准是正常的，并且可能实质上影响器件特性。在这项工作中，通过使用密度泛函理论的方法，我们认为减少隧道由于削弱耦合之间的沟道层和隧道势垒的旋转错位的界面。作为一个原型系统，我们模拟了石墨烯/hBN/石墨烯系统中对准沟道层之间的隧道势垒层的旋转未对准的影响。我们发现，在这个范德华异质结构的沟道层和隧道势垒之间的旋转错位可以显着减少沟道之间的耦合，具体地说，通过减少跨沟道和隧道势垒之间的界面的耦合。石墨烯/hBN/石墨烯与hBN未对准的这种减弱的耦合可能与所有这样的范德华异质结构相关。
2016-10-07 cond-mat.mes-hall
Ballistic transport properties across nonuniform strain barriers in graphene
我们研究了单轴应变对石墨烯中应变诱导势垒的透射率和电导率的影响。与传统的研究，考虑尖锐的障碍，我们认为一个更现实的，光滑的障碍，其特征在于由一个不均匀的，连续的应变分布。我们的研究结果有助于更好地理解波纹石墨烯的输运性质。
2011-12-16 cond-mat.mes-hall
Tunable dichroism and optical absorption of graphene by strain engineering
本文从理论上研究了线偏振光垂直入射时，在应变石墨烯单分子层分隔的两种介质之间的透射率。我们解析表征的程度的二向色性和石墨烯的透明度作为一个任意的均匀应变和入射偏振的函数。我们讨论了如何测量的二向色性和透明度为两个不同的偏振方向可以用来确定的大小和方向的应变。我们的研究结果是非常有用的工具，可以通过机械应变来调整石墨烯的吸收，以及设计纳米器件来确定材料中的裂纹扩展。
2017-01-29 cond-mat.mes-hall
Tunable valley Hall effect in gate-defined graphene superlattices
我们从理论上研究了作为实现可调谷依赖输运的平台的具有破缺反转对称性的栅极限定的石墨烯超晶格。我们的分析是基于最近的实验[C. Forsythe等人，Nat. Nanotechnol. 13，566（2018）]，其中通过纳米结构化石墨烯/图案化电介质/栅极结构中的电介质，在石墨烯上诱导了栅极可调超晶格电势。我们演示了如何电子紧束缚结构的超晶格系统类似于一个缺口狄拉克模型与相关的谷依赖运输使用展开程序。以这种方式，我们得到的谷霍尔电导率从超晶格布里渊区的Berry曲率分布，并证明了这种电导率的可调谐性的超晶格势。最后，我们计算了与横向谷电流和纵向充电电流相关的谷霍尔角，并证明了谷电流对图案化电介质中不规则性的鲁棒性。
2019-10-18 cond-mat.mes-hall
Tunable Dot Platform for Controlling Electron Flow in Graphene
本文提出石墨烯可调量子点平台，通过独立门控量子点阵列与差分进化优化，利用多重散射效应实现对电子束的引导与分裂，为下一代电子光学器件提供新途径。
2025-07-02 cond-mat.mes-hall
Tunable spontaneous emission from layered graphene/dielectric tunnel junctions
人们对石墨烯及其相关结构的光电性质的兴趣迅速增长。尽管人们普遍认为石墨烯中不存在自发发射，这通常归因于其独特的超快载流子动量弛豫机制，但最近存在一些单层石墨烯的强光学增益和自发光发射的证据，这得到了多环芳烃中面外激子的主导作用的观察的支持。在这篇文章中，我们开发了一个新的概念，从简单的垂直石墨烯/电介质隧道结的光发射和光增益。理论上表明，可能的光学增益或发射光谱将容易地由所施加的电压进行调谐。我们提出了量子力学计算的细节，并进行了精确的分析，场辅助隧道传输矩阵结合扩展艾里的功能。
2014-01-13 cond-mat.mes-hall
Tunable Band Gap in Graphene with a Non-Centrosymmetric Superlattice Potential
我们表明，如果石墨烯受到从外部超晶格的潜力，一个带隙的狄拉克点提供的超晶格潜在的破坏反转对称性。作为一个数值例子，我们计算了石墨烯的能带结构的存在下，由于周期性图案化的栅极排列在一个三角形的石墨烯超晶格（TGS）的反转对称性破缺的外部电位，并发现一个带隙创建在原始和“第二代”狄拉克点。原则上，可以通过改变TGS的外部电势和晶格常数来控制间隙。
2010-03-31 cond-mat.mes-hall
Tunable nano Peltier cooling device from geometric effects using a single graphene nanoribbon
基于石墨烯中的曲率诱导掺杂现象，我们提出了一类由几何效应产生的Peltier冷却器件，没有门控。我们展示了如何将石墨烯纳米纤维放置在弯曲的纳米圆柱体阵列上，以创建一个有针对性的可调冷却设备。使用两种不同的方法，不等格林函数（NEGF）的方法和实验输入，我们预测，这样的设备的冷却功率可以接近千瓦/厘米2的顺序，与最知名的技术，使用标准的超晶格结构。这里提出的结构有助于为设计使用几何结构而不是门控来控制设备的石墨烯电子器件铺平道路。
2012-08-09 cond-mat.mes-hall
Tunable Lifshitz Transitions and Multiband Transport in Tetralayer Graphene
由于二维材料的费米能级和能带结构易于调节，它们构成了探索Lifshitz转变的理想平台，Lifshitz转变是材料费米表面拓扑结构的变化。使用四层石墨烯，主机两个相交的大质量狄拉克带，我们展示了多个Lifshitz跃迁和多带输运，表现为非单调依赖的电荷密度n和面外电场D的电导率，反常量子霍尔序列和朗道能级交叉的演变与n，D和B。
2018-02-21 cond-mat.mes-hall
Electric field-tunable layer polarization in graphene/boron nitride twisted quadrilayer superlattices
最近观察到的非常规铁电性的AB双层石墨烯夹在六方氮化硼（hBN）提供了一个新的平台，以操纵多层范德华异质结构中的相关相。我们提出了一个低能量的连续介质模型的AB双层石墨烯封装的顶部和底部层的hBN或石墨烯，有两个独立的扭曲角。对于石墨烯/hBN异质结构，我们表明，扭转角的不对称性导致层极化的价带和导带。我们还表明，出平面位移场不仅调谐层偏振，但也使低能量带。我们扩展的模型表明，由AB双层石墨烯封装的顶部和底部的石墨烯层的四层石墨烯异质结构的电子结构可以类似地通过外部电场调谐。
2022-09-21 cond-mat.mes-hall
Tunable quantum dots in monolayer graphene
我们研究了由电场和均匀磁场结合形成的石墨烯量子点。电场产生一个平滑的量子阱势，而磁场诱导一个指数尾巴的点状态。由于Klein隧穿效应，态在阱区和静电势垒区达到峰值。利用电场和磁场可以实现在不同区域达到峰值的点态之间的耦合。该点在适度外场下的可调谐性可用于单层石墨烯中量子器件的设计。
2012-07-02 cond-mat.mes-hall
Engineering tunable strain fields in suspended graphene by microelectromechanical systems
在这里，我们提出了一个微机电系统（MEMS）的机电耦合石墨烯和潜在的相关二维材料的调查。我们技术的关键创新包括：（1）将石墨烯集成到硅MEMS技术中;（2）通过空间分辨共焦拉曼光谱完全控制石墨烯膜内的诱导应变场和掺杂水平及其表征;以及（3）通过其机械谐振器本征频率检测石墨烯片与MEMS器件的机械耦合的能力。
2021-03-25 cond-mat.mes-hall
Spin inversion in graphene spin valves by gate-tunable magnetic proximity effect at one-dimensional contacts
石墨烯由于其高迁移率和长自旋扩散长度而具有显著的自旋电子学机会，特别是当封装在六方氮化硼（h-BN）中时。在这里，我们第一次展示了这种封装的石墨烯自旋阀与一维（1D）铁磁边缘接触门可调自旋输运。静电背栅调谐石墨烯的费米能级以探测1D铁磁接触的自旋极化态密度（DOS）的不同能级，其通过在石墨烯中诱导铁磁性的磁邻近效应（MPE）相互作用。与传统的自旋阀相比，在高电阻和低电阻配置之间的切换需要通过施加的磁场或高密度自旋极化电流进行磁化反转，我们提供了一种具有石墨烯中的栅极控制自旋反转的替代路径。所得到的可调MPE采用一个简单的铁磁金属自旋电子器件的承诺，并实现奇异的拓扑状态，从量子自旋霍尔和量子反常霍尔效应，马约拉纳费米子和skyrmions。
2018-02-21 cond-mat.mes-hall
Flip-chip gate-tunable acoustoelectric effect in graphene
我们展示了一个倒装芯片设备进行低温声电测量剥离的二维材料。有了这个设备，我们研究在剥离单层石墨烯器件的栅极可调声电传输，测量的电压作为高频表面声波动态驱动的石墨烯载流子，我们同时控制与硅背栅的密度。我们证明了声电信号的双极依赖性，正如预期的石墨烯载流子的符号。我们观察到一个显着减少的声电信号的幅度在一个明确的范围内的密度在附近的电荷中性，我们归因于一个空间异质性的电荷无序景观不直接揭示传统的运输测量。
2018-11-20 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall valley splitters and tunable Mach-Zehnder interferometer in graphene
石墨烯是电子量子光学领域非常有前途的实验平台。然而，一个完全可调谐和相干的电子分束器仍然缺失。我们报告了石墨烯中的电子分束器的演示，该电子分束器耦合具有相反谷偏振的量子霍尔边缘通道。我们的分束器的电子透射率可以从零调整到接近1。通过独立地将石墨烯PN结的两个角处的分束器设置为中间传输，我们实现了完全可调谐的电子马赫-曾德尔干涉仪。这种可调谐性使我们能够明确地识别由于马赫-曾德尔干涉仪的量子干涉，并研究它们与分束器传输和干涉仪偏置电压的依赖关系。与传统半导体干涉仪的比较指向了在这两个不同的2D系统中驱动量子退相干的通用过程，其中石墨烯对它们的影响更加鲁棒。
2021-07-19 cond-mat.mes-hall
Tunable Bandgap Opening in the Proposed Structure of Silicon Doped Graphene
介绍了一种特殊的硅杂质掺杂石墨烯的结构，并对其进行了分析。用密度泛函方法计算了该结构的能带结构。利用能带结构计算了基质石墨烯中不同硅位置的能带结构，研究了硅浓度和晶胞几何形状对所提出结构的能带结构的影响。根据DFT计算，化学硅掺杂的石墨烯导致大至2eV的能隙。正如我们将展示的那样，与以前的带隙工程方法相比，这种结构具有显著的优点，包括宽禁带调谐能力和对晶格几何形状的可忽略的依赖性。
2011-02-26 cond-mat.mes-hall
The gate-tunable strong and fragile topology of multilayer-graphene on a transition metal dichalcogenide
我们分析了夹在相同的过渡金属二硫属化物之间的多层石墨烯的相图。最近在所有范德瓦尔异质结构中实现，这些三明治在石墨烯中诱导了相当大的（1-15 meV）自旋轨道耦合，提供了一种在原始和栅极可调平台中设计拓扑能带结构的方法。我们发现一个丰富的相图，取决于层的数量$N$和门可调垂直电场。对于$N > 1$和奇数，系统是一个强的二维拓扑绝缘体，其带隙等于邻近诱导的伊辛自旋轨道耦合的强度，在中等电场下，该耦合恢复到平凡相。对于$N$ -偶，低能量带表现出最近提出的“脆弱”晶体拓扑结构的形式，以及电场调谐不同的原子绝缘体之间的保护相变。因此，AB-堆叠的双层和ABC-堆叠的三层石墨烯被预测提供易碎和强拓扑的可控实验实现。
2019-01-09 cond-mat.mes-hall
Observation of dichotomic field-tunable electronic structure in twisted monolayer-bilayer graphene
利用NanoARPES和原位栅压调控观测到tMBG中电场极性切换导致单层与双层石墨烯谱权重选择性增强，揭示了其不对称场调控电子结构的起源。
2024-04-08 cond-mat.mes-hall
Graphene Nanogap for Gate Tunable Quantum Coherent Single Molecule Electronics
我们提出了量子相干电子输运通过富勒烯吡咯烷封端的分子桥接石墨烯纳米间隙的原子计算。我们预测，石墨烯接触可以解决单分子分子电子学中的三个难题：（1）背栅可以调节石墨烯引线中的费米能级，有利于在高开/关电流比的晶体管效应中控制器件电导;（2）与传统的金属接触相比，避免了引线与分子之间的尺寸失配;（3）因此，通过扫描技术可直接检测整个装置中的电荷流图案的不同特征。我们发现，适度的石墨烯边缘无序是不重要的晶体管功能。
2011-08-23 cond-mat.mes-hall
Tunable Superconducting Phase Transition in Metal-Decorated Graphene Sheets
使用典型的实验技术，很难在二维中分离载流子密度和无序对超导转变的影响。使用基于金属层去湿的简单制造过程，我们已经生产了用纳米级锡簇的非结晶网络装饰的石墨烯片。这些金属团簇既有效地掺杂石墨烯衬底，又诱导长程超导关联。这使我们能够研究在固定的无序和可变的载流子浓度的超导转变。我们发现，尽管在介观长度尺度（10-100 nm）的结构不均匀性，这种材料的电子行为作为一个均匀的脏超导体。我们简单的自组装方法建立了石墨烯作为一个理想的可调衬底研究诱导二维电子系统在固定的无序和我们的技术可以很容易地扩展到其他序参量，如磁性。
2009-10-05 cond-mat.mes-hall
Tunnel spin injection into graphene using Al2O3 barrier grown by atomic layer deposition on functionalized graphene surface
我们展示了从铁磁体到石墨烯的电隧道自旋注入，通过原子层沉积（ALD）生长的高质量的Al 2 O3。石墨烯表面用3，4，9，10-二萘嵌苯四羧酸（PTCA）的自组装单层官能化，以促进具有光滑表面的Al 2 O3的粘附和生长。使用这种ALD-Al 2 O3和PTCA的复合隧道势垒，在45 K下从非局域磁阻测量中观察到30欧姆的自旋注入信号，揭示了ALD-Al 2 O3/PTCA隧道势垒用于自旋注入石墨烯的潜在高性能。
2011-10-06 cond-mat.mes-hall
Large tunable valley splitting in edge-free graphene quantum dots on boron nitride
二元自由度的相干操纵是现代量子技术的核心。石墨烯提供了两个二进制度：电子自旋和谷。有效的自旋控制已经在许多固态系统中得到证实，而谷的开发只是最近才开始，但没有在单电子水平上的控制。在这里，我们表明，石墨烯到六方氮化硼的范德华堆叠提供了一个天然的平台谷控制。我们使用由扫描隧道显微镜的尖端诱导的石墨烯量子点，并通过量子点位置的亚10 nm位移展示了从-5到+10 meV（包括谷反转）可调谐的谷分裂。这将受控谷分裂的范围提高了约一个数量级。自旋和谷态的可调反转应该能够实现这些自由度的相干叠加，作为实现基于石墨烯的量子比特的第一步。
2018-03-20 cond-mat.mes-hall
Gate tunable non-linear currents in bilayer graphene diodes
研究了双栅双层石墨烯器件的电输运随电荷密度和带隙的变化。顶栅电极可用于局部控制费米能级以在双栅区和单栅区之间产生PN结。这些双层石墨烯pn二极管的特征在于非线性电流和定向电流整流，并且我们显示源漏电压的整流方向可以通过使用栅极电压来控制。PN结特性的系统研究允许提取范围从0 meV到130 meV的栅极相关带隙值。
2012-01-05 cond-mat.mes-hall
Peierls-type Instability and Tunable Band Gap in Functionalized Graphene
功能化的石墨烯最近被证明对这种材料的电子特性有显着的影响。在这里，我们调查的空间有序的吸附原子驱动的RKKY型相互作用。在通过Peierls不稳定性类型机制产生的有序状态中，吸附原子主要驻留在两个石墨烯子晶格之一上。次晶格对称破缺引起的电子波的布拉格散射导致带隙开放，从而狄拉克费米子获得有限的质量。带隙被发现是免疫吸附原子的位置无序，只有一个指数小数目的局域态驻留在间隙。带隙态在宽范围的电子掺杂中是稳定的。我们的研究结果表明，控制吸附原子或分子的吸附提供了一种途径，工程石墨烯的可调带隙。
2010-08-10 cond-mat.mes-hall
Strain-tunable direct band gap of ZnO monolayer in graphene-like honeycomb structure
利用局域密度近似（LDA）下的全势密度泛函方法，通过模拟面内均匀双轴应变，在类石墨烯蜂窝结构的ZnO单分子层（ML-ZnO）中发现了机械可调的带隙.发现未应变的ML-ZnO在LDA内具有能量为1.68 eV的直接带隙;实际带隙将更大，因为已知LDA低估了带隙。在我们模拟的约正负10%的应变极限内，带隙保持直接，并显示出随应变的强非线性变化。研究结果可能在未来的纳米机电系统（NEMS）和纳米光机系统（NOMS）中找到应用。
2011-11-28 cond-mat.mes-hall
Tunable capacitive inter-dot coupling in a bilayer graphene double quantum dot
我们报道了一个双量子点，它是在一个宽度调制的蚀刻双层石墨烯纳米管形成。许多横向石墨烯门使我们能够在很宽的能量范围内调整器件的量子点能级和隧道势垒。电荷稳定性图，特别是单独的三相点对允许研究可调电容点间耦合能量以及多个单独的三相点上的电子激发态的光谱。我们提取的互电容点间耦合的范围为2 - 6 meV和点间隧道耦合的数量级为1.5 μeV。
2011-10-26 cond-mat.mes-hall
Direct observation of a gate tunable band-gap in electrical transport in ABC-trilayer graphene
本文首次在双栅极悬浮ABC堆垛三层石墨烯的电输运实验中直接观测到电场可调能隙，通过电流-电压非线性和电导率温度依赖性验证了热激活输运机制，并证实能隙随电场变化的临界指数为3/2，表明高质量少层石墨烯在可调谐太赫兹光源和探测器领域具有应用潜力。
2015-06-16 cond-mat.mes-hall
Probing barrier transmission in ballistic graphene
我们从石墨烯中的传输势垒和边缘周围的巡回状态和边界状态推导出局部状态密度，并表明巡回状态导致介观尺度波动，可用于探测其平衡时的散射特性，而不需要横向传输测量。这一发现将有助于审查扩展的结构缺陷，如晶界或线缺陷作为可切换石墨烯共振隧穿晶体管的传输势垒。我们还表明，障碍可以表现出双极小值，远离高反射障碍和边缘的电荷密度的规模为$x^{-2}$。
2014-12-29 cond-mat.mes-hall
Tunable Graphene System with Two Decoupled Monolayers
使用两个真正的二维无间隙半导体，单层和双层石墨烯，作为场效应晶体管（FET）中的载流元件，可以获得新型的纳米电子器件。在这里，我们报告了石墨烯基FET的发展，该FET包含两个去耦的石墨烯单层，该单层是在剥离过程中从单个单层折叠而成的。这些新开发的设备的传输特性显着不同，从一个单晶双层制造。通过分析Shubnikov-de Haas振荡，我们证明了使用顶部和底部栅极独立控制两层中载流子密度的可能性，尽管它们之间只有纳米级的间隔。
2008-09-29 cond-mat.mes-hall
Two-Photon Absorption in Gapped Bilayer Graphene with a Tunable Chemical Potential
尽管现在有大量的二维材料正在研究中，双层石墨烯在两个方面仍然是独一无二的：它拥有可同时调节的带隙和电子密度;并且源于简单的制造方法。这两个优点强调了为什么双层石墨烯作为光电应用的材料至关重要。在接下来的工作中，我们计算了石墨烯双层中简并带间吸收的单光子和双光子吸收系数，该石墨烯双层具有不对称间隙和可调化学势-所有这些都在有限温度下。我们的分析是全面的，表征单光子和双光子吸收行为在宽范围的光子能量，间隙，化学势，和热加宽。双层石墨烯的双光子吸收系数显示出丰富的结构作为光子能量和带隙的函数，由于存在多个吸收路径和非平凡的分散的低能量带。这一系统的工作将证明不可或缺的双层石墨烯基非线性光学器件的设计。
2016-07-15 cond-mat.mes-hall
Electrically tunable resonant scattering in fluorinated bilayer graphene
adatom修饰的石墨烯提供了一个有前途的新途径自旋电子学在1000极限。我们结合实验和理论来研究稀氟化双层石墨烯的电子性质，其中氟吸附原子共价键合到顶部石墨烯层。我们发现，氟吸附原子引起的共振杂质态附近的电荷中性点的双层，导致强烈的散射的载流子和跳跃传导内的场诱导带隙。值得注意的是，跨层的电场的应用示出调谐的共振散射振幅从氟吸附原子的近两倍。结合玻尔兹曼输运方程和完全量子力学方法的理论分析很好地解释了实验观察。这种范例可以推广到许多双层石墨烯吸附原子材料，我们设想，实现电可调共振可能是石墨烯为基础的自旋电子器件的一个关键优势。
2015-10-06 cond-mat.mes-hall
Magneto-tunable terahertz absorption in single-layer graphene: A general approach
该研究推导了磁场下单层石墨烯的广义菲涅耳系数，证明其光吸收与表面光电导率一致，揭示了低温阶梯吸收特性，为石墨烯基太赫兹器件提供了磁可调吸收的通用方法。
2022-06-20 cond-mat.mes-hall
Proposal for a tunable graphene-based terahertz Landau-level laser
在强磁场的存在下，石墨烯的电子能带结构急剧变化。狄拉克锥坍缩成离散的非等距朗道能级，其可以通过改变磁场进行外部调谐。与常规材料相比，使用圆偏振光可选择性地寻址特定朗道能级。利用这些独特的属性，我们提出了一个可调谐激光器的设计工作在技术上有前途的太赫兹光谱范围。为了揭示光发射背后的多粒子物理学，我们对嵌入光学腔中的光学泵浦朗道量子化石墨烯中的电子、声子和光子的非平衡动力学进行了完全量子力学研究。所获得的微观见解使我们能够预测最佳实验条件，以实现技术上有前途的太赫兹激光器。
2016-06-29 cond-mat.mes-hall
Electric field modulation of Schottky barrier height in graphene/MoSe2 van der Waals heterointerface
我们展示了一种基于石墨烯/MoSe 2范德华（vdW）异质结的垂直场效应晶体管。石墨烯和MoSe 2之间的vdW界面表现出理想因子约为1.3的肖特基势垒，表明高质量界面。由于石墨烯中的低态密度，石墨烯中的费米能级的位置可以通过外部电场强烈地调制。因此，石墨烯/MoSe 2 vdW界面处的肖特基势垒高度也被调制。我们展示了10^5的大电流开-关比。这些结果表明石墨烯/MoSe 2 vdW异质结构在电子应用中具有潜在的高性能。
2015-07-18 cond-mat.mes-hall
Tunable quantum dots in bilayer graphene
我们从理论上证明了量子点可以在石墨烯的双层中实现。位置相关的掺杂打破了上下层之间的等效性，并提升了点的正、负动量态的简并度。数值计算结果表明，在一定的掺杂浓度下，电子和空穴的束缚态同时存在，量子点的光谱具有明显的角动量依赖性，这与传统的半导体量子点形成了鲜明的对比.我们预测，光谱将由一系列非等距峰组成。
2007-03-07 cond-mat.mes-hall
Adiabatic quantum pumping in graphene with magnetic barriers
利用散射矩阵方法研究了具有两个振荡方势垒和一个静止磁势垒的两端石墨烯器件中的绝热量子泵浦效应。该模型采用低能狄拉克近似，并纳入了石墨烯光谱中可能存在的有限带隙。我们表明，在这种情况下，谷极化和纯谷电流可以泵由于谷对称性破缺。对于δ函数磁势垒，我们给出了双线性总抽运响应和谷抽运响应的解析表达式。这些结果与双δ函数、正方形和三重正方形磁垒的数值结果进行了比较。
2013-03-21 cond-mat.mes-hall
Local spectroscopy of moiré-induced electronic structure in gate-tunable twisted bilayer graphene
扭曲双层石墨烯（tBLG）形成准晶体，其结构和电子性质取决于其层之间的旋转角度。在这里，我们提出了一个扫描隧道显微镜研究支持原子光滑和化学惰性的六方氮化硼（BN）的栅极可调tBLG设备。这些tBLG器件的高质量允许识别由石墨烯-石墨烯和石墨烯-BN层间相互作用产生的共存莫尔图案和莫尔超晶格。此外，我们研究额外的tBLG光谱功能的第一范霍夫奇点以外的局部态密度。我们的实验数据解释的理论，结合从头计算和确认强非微扰字符tBLG层间耦合在小扭转角制度的莫尔带。
2015-10-10 cond-mat.mes-hall
Graphene-WS$_2$ heterostructures for tunable spin injection and spin transport
我们报告了通过20 nm厚的二硫化钨（WS $_2$）层对石墨烯的自旋注入的第一次测量，以及在WS $_2$环境中石墨烯中的修改的自旋弛豫时间（τs），分别通过自旋阀和Hanle自旋进动测量。首先，在通过WS $_2$ -石墨烯界面自旋注入石墨烯的过程中，我们可以在不同的电流偏置下调节界面电阻并修改自旋注入效率，与电导失配理论相关。温度辅助隧穿被确定为跨界面的电荷传输的主导机制。其次，我们测量了石墨烯中的自旋输运，在WS $_2$晶体下方，并观察到与其原始状态相比，WS $_2$覆盖区域中石墨烯中的τs显著降低至17 ps。减小的τs表明WS $_2$ -邻近诱导石墨烯中自旋的额外退相。
2017-01-26 cond-mat.mes-hall
Electric Field Tunable Band Gap in Commensurate Twisted Bilayer Graphene
Department of Physics and Astronomy, University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学物理与天文学系）
本研究展示了相容扭曲双层石墨烯在太赫兹范围内的可调带隙特性，并揭示了层间相干能量的可测量方法。
2026-01-22 cond-mat.mes-hall
Tunable large Berry dipole in strained twisted bilayer graphene
最近的实验测量了扭曲双层石墨烯（TBG）中的局部单轴应变场。我们的计算发现，由于亚晶格对称性的破坏和窄带间的能带接近，在这些TBG中产生了有限的Berry曲率，诱导出10nm或更大量级的巨Berry偶极子.大的Berry偶极子导致横向拓扑非线性电荷电流，其在实验上可访问的交叉面内电场的$\sim 0.1 {\rm mV} / μ\rm{m}$的线性体谷电流占主导地位。这种反常的霍尔效应，由于贝瑞偶极子，是强烈可调的应变参数，电子填充，间隙的大小，和温度。
2021-05-10 cond-mat.mes-hall
Tunable Fermi surface topology and Lifshitz transition in bilayer graphene
双层石墨烯是一种高度可调的材料：不仅可以像单层石墨烯那样使用标准栅极调整费米能量，而且能带结构也可以通过外部扰动（如横向电场或应变）进行修改。我们回顾了双层石墨烯能带结构的理论基础，并研究了这两个外部参数影响下的能带结构的演化。我们强调他们的关键作用有关的便利性实验探测存在的Lifshitz过渡，其中包括在费米轮廓拓扑结构的变化作为一个功能的能量接近的边缘的导带和价带。使用一个设备的几何形状，允许应用程序的异常高的位移场，然后，我们详细说明的方式来探测的拓扑结构的变化实验中使用量子霍尔效应测量的间隙双层石墨烯系统。
2015-08-12 cond-mat.mes-hall
