Coulomb drag in graphene single layers separated by a thin spacer
基于最近对石墨烯-BN-石墨烯系统中库仑阻力的研究,我们提出了一种适用于费米液体区域的库仑阻力理论,适用于间隔层厚度$d$与电子费米波长之比为任意的情况。拖曳电阻率的浓度($n$)和厚度依赖性从厚间隔物的$n^{-3}d^{-4}$变为薄间隔物的$n^{-1}|\ln{(nd^2)}|$。
2011-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coulomb drag in graphene
我们从理论上计算了两个石墨烯单层的库仑拖曳电阻率空间上分开的距离“$d$“。结果表明,在高密度($k_F d \gg 1$)和低密度($k_F d \ll 1$)极限下,由层间电子-电子相互作用引起的摩擦阻力分别渐近为$T^2/n^3$和$T^2 \ln(n)/n$.
2012-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coulomb Drag and High Resistivity Behavior in Double Layer Graphene
我们表明,在超洁净的石墨烯双层的库仑阻力可以用于控制电流的开/关比通过调谐外部栅极电压。因此,尽管石墨烯保持半金属,但双层石墨烯系统可以从导电状态调谐到高电阻状态。我们表明,我们的研究结果解释了以前的数据库仑阻力在双层石墨烯样品在无序二氧化硅衬底。
2011-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable Coulomb blockade in nanostructured graphene
我们报告了在蚀刻的、可调谐的单层石墨烯量子点上的库仑阻塞和库仑金刚石测量。由通过两个窄石墨烯收缩连接的石墨烯岛组成的器件通过三个横向石墨烯栅极完全可调。观察到库仑阻塞共振,并从库仑金刚石测量中提取~3.5 meV的充电能量。随着温度的升高,我们检测到纳米结构石墨烯屏障的峰加宽和透射率增加。
2007-09-24 cond-mat.mes-hall
Transient response under ultrafast interband excitation of an intrinsic graphene
从理论上研究了本征石墨烯在超快激发下由无碰撞带间跃迁引起的载流子瞬态演化。分析了准弹性声子散射引起的能量弛豫和热辐射引起的带间产生-复合跃迁。载流子的分布得到的极限情况下,当载流子-载流子散射可以忽略不计,当载流子间散射施加准平衡分布。瞬态光学响应(差分反射率和transmittance)的探测辐射和瞬态光电导(响应弱直流电场)似乎是强烈依赖于载流子的弛豫和复合动力学。
2009-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bound state energy of a Coulomb impurity in gapped bilayer graphene: "Hydrogen atom with a Mexican hat"
垂直电场的施加在双层石墨烯中诱导出带隙,并且它还在色散关系中产生“墨西哥帽”结构。这种结构对于电子与库仑杂质的类氢束缚态具有不同寻常的意义。我们计算了这种类氢态的基态能量作为施加的层间电压和有效精细结构常数的函数。与正常的氢原子不同,即使在基态,所产生的波函数也有许多节点。此外,电子态在小电压和大电压下都经历“原子坍缩”进入狄拉克连续谱。
2014-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unscreened Coulomb interactions and quantum spin Hall phase in neutral zigzag graphene ribbons
研究了非屏蔽库仑相互作用对有限宽中性锯齿形石墨烯带量子自旋霍尔(QSH)相的影响。通过求解包含内禀自旋轨道相互作用的紧束缚哈密顿量,得到了能带结构和边态波函数的精确表达式。这些分析结果,紧束缚计算的支持下,表明手征自旋过滤的边缘状态组成的本地化和阻尼振荡波函数,让人想起扶手椅带中获得的。长程库仑相互作用的加入在电荷扇区中打开了一个带隙,并具有无带隙的自旋扇区。与扶手椅终端相反,电荷带隙随带宽呈指数关系消失,其振幅和衰减长度强烈依赖于I-SO耦合。报告从头计算的比较。
2009-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strength of effective Coulomb interactions in graphene and graphite
为了从第一性原理得到石墨烯及相关材料的有效多体模型,我们计算了部分屏蔽的频率相关库仑相互作用。在石墨烯中,有效的现场(哈伯德)相互作用是U_00 = 9.3 eV,非常接近将导电石墨烯与绝缘相分离的临界值,强调了非局部库仑项的重要性。最近邻库仑相互作用强度计算为U_01 = 5.5 eV。在长波长范围内,我们发现石墨的有效本底介电常数ε= 2.5,与实验非常一致。
2011-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Asymmetric Coulomb Oscillation and Giant Anisotropic Magnetoresistance in Doped Graphene Nanojunctions
我们在这里报告的石墨烯纳米结中的电荷输运行为,其中石墨烯纳米点,具有相对较长的弛豫时间,与铁磁电极接口。随后,我们探讨了在锯齿形石墨烯纳米点(z-GNDs)中替代掺杂过渡金属原子对非共线磁化下电荷输运的影响。只有在z-GNDs中的某些位置处的过渡金属原子的替代掺杂展示了具有高达700%的大隧穿磁阻的自旋过滤效应,使其实际上适合于自旋电子学应用。从静电物理模型内的结区域周围的电场模拟,我们发现,电场强度的值增加,特别是与掺杂的石墨烯纳米点,随着栅极电极和尖端轴之间的间隙从3 nm减小到1 nm。我们的详细分析进一步表明,在石墨烯纳米点中,在掺杂有磁性离子时,具有不同振幅的不对称库仑振荡的开始。电子电导的这种可调谐性可以潜在地用于设计纳米尺度的自旋电子逻辑门。
2018-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Impact of electron-electron Coulomb interaction on the high harmonic generation process in graphene
研究了在强相干辐射场作用下,考虑电子-电子库仑相互作用的单层石墨烯中高次谐波的产生。发展了描述石墨烯非线性光学响应的微观理论。电子的库仑相互作用在动力学Hartree-Fock近似下处理。数值求解了石墨烯量子结构单粒子密度矩阵的封闭积分微分方程组。所得解表明了多体库仑相互作用对石墨烯高次谐波产生过程的重要性。
2018-01-31 cond-mat.mes-hall
Coulomb blockade in graphene quantum dots
我们研究了石墨烯量子点的电导谱,包括单个和多个情况。研究了单电子隧穿现象,得到了低温下库仑阻塞振荡的周期、振幅和线形。进一步讨论了多个量子点组装成阵列时的输运行为,发现电导谱从单个库仑阻塞到集体库仑阻塞的相变。
2009-11-15 cond-mat.mes-hall
Universal scaling of Coulomb drag in graphene layers
采用有限温度密度响应函数,研究了石墨烯层间的库仑拖曳跨阻率。我们分析了两个层之间的库仑耦合,并表明,一个普遍的标度行为,独立的层间距离可以推导出来。我们认为,这种普遍的行为可能是实验观察到的两个大半径的碳纳米管系统。
2004-10-29 cond-mat.mes-hall
Spontaneous edge-defect formation and defect-induced conductance suppression in graphene nanoribbons
我们提出了第一性原理研究的边缘缺陷(碳吸附原子和/或空位)的迁移和重组及其对锯齿形石墨烯纳米带(ZGNRs)的电导的影响。研究发现,在室温下,吸附原子在ZGNRs的边缘是相当活跃的,而空位则几乎不活跃。一个adatom-vacancy对的重组导致一个五边形-七边形环缺陷结构具有较低的能量比完美的边缘,这意味着这样的边缘缺陷可以自发形成。这种边缘缺陷可以极大地抑制ZGNR的电导,这为理解所制备的窄GNR的半导体行为提供了一些有用的线索。
2010-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coulomb oscillations in three-layer graphene nanostructures
我们提出了一个可调的三层石墨烯单电子晶体管(SET)的传输测量。该器件由蚀刻的三层石墨烯薄片组成,具有将岛与源极和漏极接触分开的两个狭窄收缩。三个横向石墨烯栅极用于静电调谐装置。一个单独的三层石墨烯收缩已分别研究显示附近的电荷中性点的传输间隙。石墨烯隧穿势垒显示出强烈的非单调耦合作为门电压的函数,表明在收缩中存在局域态。我们展示了库仑振荡和库仑金刚石测量,证明了石墨烯SET的功能。提取$\approx 0.6$ meV的充电能量。
2008-06-09 cond-mat.mes-hall
Direct Access to Auger recombination in Graphene
俄歇散射通道对于描述和理解石墨烯中的非平衡载流子动力学具有重要意义。虽然碰撞激发增加了导带中载流子的数量,并已在实验中观察到,但到目前为止,直接进入其逆过程,俄歇复合,一直难以捉摸。在这里,我们通过应用我们的超快时间分辨光电子动量显微镜的新设置来解决这个问题。我们的方法提供了同时访问载流子动力学在所有的能量和面内动量的线性色散狄拉克锥。因此,我们提供了直接的证据俄歇复合的一个子10~fs的时间尺度上,通过确定瞬态能量和动量依赖的人口远远高于激发能。我们比较我们的结果与模型计算的散射过程中的狄拉克锥,以支持我们的实验结果。
2020-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Coulomb drag as a measure of trigonal warping in doped graphene
我建议使用两个紧密定位的石墨单层(石墨烯片)之间的库仑阻力的效果,用于实验测量石墨烯中光谱的弱非线性的强度。我认为三角形翘曲作为一个代表性的机制负责的阻力效应。由于石墨烯是相对无缺陷的,我评估的阻力电导率在弹道制度,并发现它是成比例的翘曲强度的四次方。
2007-04-19 cond-mat.mes-hall
Hot carriers in an intrinsic graphene
考虑到带内能量弛豫由于声学声子散射和带间产生复合跃迁由于热辐射下的直流电场下的本征石墨烯中的载流子的加热。非平衡载流子的分布得到的情况下,当载流子间散射是不必要的,当载流子-载流子库仑散射有效地建立准平衡分布与温度和载流子的密度是由平衡方程确定。由于弱的能量弛豫和产生-复合过程之间的相互作用,发生非常低的非线性响应阈值。计算了弹性散射引起的动量弛豫情况下的非线性电流-电压特性。获得的电流-电压特性显示低阈值的非线性行为和外观的第二欧姆区,为强场。
2009-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coulomb blockade in graphene nanoribbons
我们建议,最近的运输实验揭示了石墨烯纳米带中存在的能隙可以理解的库仑阻塞。电子相互作用在量子点中起决定性作用,量子点是由于石墨烯边缘的粗糙度引起的颈部的存在而形成的。以平均透过率作为唯一的拟合参数,我们的理论与实验数据吻合得很好。
2007-10-22 cond-mat.mes-hall
Auger recombination in Dirac materials: A tangle of many-body effects
狄拉克材料中特殊的电子色散使得最低阶俄歇过程被能量守恒定律和动量守恒定律禁止或勉强禁止。因此,这些材料中的俄歇复合(AR)对多体效应非常敏感。我们将他们在$GW$近似的非平衡格林函数的AR方法的水平和研究的动态屏蔽的作用,光谱展宽和重整化的情况下,弱泵浦未掺杂的石墨烯。我们发现,不正确的治疗多体效应可能会导致一个数量级的错误的重组率。我们发现,AR时间弱(次线性)依赖于背景介电常数,这限制了通过选择基板来控制复合的可能性。然而,AR时间可以通过将石墨烯放置在金属栅极下或通过引入带隙而显著延长。考虑到载流子冷却,我们的结果符合光激发石墨烯的实验。
2018-05-20 cond-mat.mes-hall
Geometry-diversified Coulomb excitations in trilayer AAB stacking graphene
较低对称性的三层AAB-堆叠石墨烯表现出丰富的电子性质,因此具有多样的库仑激发。三对不寻常的价带和导带产生九个可用的带间激发的未掺杂的情况下,其中极化率的虚(实)部显示一维平方根非对称峰和二维肩结构(反对称峰和对数型对称峰对)。此外,低频声等离子体激元作为能量损失谱的一个显著峰,可以在价带的大态密度的窄隙系统中存活。这种类型的等离子体激元模式类似于窄间隙碳纳米管中的模式。然而,这种等离子体激元的决定性机制是带内传导态激发。其频率、强度和临界动量与费米能呈非单调关系。定义明确的电子-空穴激发边界和更高频率的光学等离子体通过改变费米能量进行转换。三层AAB、ABC、AAA和ABA石墨烯堆叠的电子性质之间仍然存在显着差异。
2018-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron spin relaxation in graphene from a microscopic approach: Role of electron-electron interaction
采用全微观动力学自旋Bloch方程方法研究了衬底上石墨烯中的电子自旋弛豫。所有相关的散射,如电子-杂质,电子-声学-声子,电子-光学-声子,电子-远界面-声子,以及电子-电子库仑散射,明确地包括在内。我们的研究集中在清洁的本征石墨烯,其中吸附原子的自旋轨道耦合可以忽略不计。讨论了电子-电子库仑相互作用在不同条件下对自旋弛豫的影响。结果表明,电子-电子库仑散射在高温自旋弛豫过程中起着重要作用。我们还发现,即使在室温下,高自旋极化的自旋弛豫时间的显着增加,这是由于库仑Hartree-Fock贡献诱导的有效纵向磁场。研究还发现,由于热电子效应,自旋弛豫时间随面内电场的增加而增加,这与半导体中的非单调行为不同。此外,我们表明,在石墨烯中的电子-电子库仑散射是不够强,以建立在文献中的稳态热电子分布,并提出了一个替代的近似基于我们的计算。
2010-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coulomb Blockade and Hopping Conduction in Graphene Quantum Dots Array
我们发现,化学功能化的石墨烯的低温电子输运性质可以解释为通过石墨烯量子点(GQD)的二维阵列的电荷的顺序隧穿。在15 K以下,由于GQD阵列的库仑阻塞,观察到电流的总抑制。随温度变化的电流栅电压特性显示库仑振荡与能量尺度为6.2-10 meV对应的GQD尺寸为5-8 nm,而电阻数据表现出Efros-Shklovskii可变范围跳跃所产生的结构和尺寸引起的障碍。
2011-02-03 cond-mat.mes-hall
Scattering theory and ground-state energy of Dirac fermions in graphene with two Coulomb impurities
我们研究了含两个库仑杂质的带隙石墨烯单层中狄拉克费米子的物理性质。对于杂质电荷相等的情况,我们用原子轨道线性组合(LCAO)方法讨论了基态能量。对于库仑中心的相反电荷,在大距离处产生电偶极子势。我们提供了相应的低能量散射问题的非微扰分析。
2014-06-22 cond-mat.mes-hall
Berry phases in Coulomb drag of double-layer graphene system
本研究针对双层石墨烯系统库仑拖曳中的量子干涉效应,通过考虑弱磁场下关联层间杂质散射开展理论分析,阐明了层内与层间贝里相位的作用及谷相关贡献,为石墨烯基量子电子器件设计提供参考。
2024-07-11 cond-mat.mes-hall
Coulomb Drag in Graphene
我们研究了无层间隧穿的本征和非本征石墨烯系统中两个单层石墨烯之间的库仑阻力。利用图解微扰理论推导出了适用于单层石墨烯系统的非线性极化率的一般表达式,并解析地得到了相应的精确零温度表达式.我们发现,尽管存在一个非零的电导率在本征石墨烯层,本征石墨烯层之间的库仑阻力在所有温度下消失。在非本征体系中,我们得到了$ρ_{\textrm{D}}$的阻力系数的数值结果和近似解析结果,发现$ρ_{\textrm{D}}$在低温时为$T$,在大双层间距时为$1/d^4$,在高载流子密度时为$d$和$n$ .我们还定性地讨论了等离子体激元引起的增强对库仑阻力的影响,这种影响应该发生在费米温度或更高的温度。
2007-04-24 cond-mat.mes-hall
Coulomb interaction and electron-hole asymmetry in cyclotron resonance of bilayer graphene in high magnetic field
研究了填充因子v<<1的双层石墨烯在强垂直磁场作用下的朗道能级间跃迁。包括次近邻跃迁,二聚体和非二聚体之间的能量差和层的不对称性。考虑了库仑相互作用的影响。在Hartree-Fock近似下研究了双层石墨烯中小动量磁等离子体激元的激发。结果表明,洁净双层石墨烯的回旋共振的不对称性依赖于磁场。在较低的磁场下,谱中的能量分裂是由于电子-空穴单粒子不对称性,在较高的磁场下,谱中的能量分裂是由于库仑相互作用。对于半填充零能级的全对称情况,发现双层和单层石墨烯的能量分裂与库仑相互作用的能量成正比。
2011-10-26 cond-mat.mes-hall
Coulomb drag between carbon nanotube and graphene
我们报道了在石墨烯中的二维(2D)电子气和由碳纳米管组成的一维(1D)线之间的库仑阻力的观察。我们发现,当石墨烯的大部分是导电的,但强烈抑制在量子霍尔制度时,磁场限制导电电子的石墨烯的边缘和远离纳米管的阻力。非平衡和非线性阻力测量显示了1D和2D导体之间有趣的相互作用。这些新颖的几何形状的混合电子器件可能导致范德华电子学的潜在应用
2017-10-18 cond-mat.mes-hall
Coulomb Drag of Massless Fermions in Graphene
使用一种新的结构,由两个,独立接触的石墨烯单层由超薄电介质分离,我们实验测量库仑阻力的无质量费米子在石墨烯。在高于50 K的温度下,库仑阻力遵循与费米液体制度一致的温度和载流子密度依赖性。随着温度的降低,库仑阻力表现出巨大的波动与增加的幅度,由于在石墨烯层中的相干传输和两层之间的相互作用之间的相互作用。
2011-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coulomb screening and collective excitations in biased bilayer graphene
研究了垂直偏压下双层石墨烯的库仑屏蔽特性和等离子体激元谱。施加在两个石墨烯层之间的偏置电压打开了单粒子能谱中的间隙,并修改了多体关联和集体激发。能隙可以软化等离子体振子模式,并导致等离子体振子从朗道阻尼模式到非阻尼模式的交叉。长寿命的等离子体激元模式可以在实验中观察到,并且可能具有器件应用的潜力。
2010-01-15 cond-mat.mes-hall
Coulomb Gap in Graphene Nanoribbons
我们研究了具有不同纵横比的石墨烯纳米带的密度和温度依赖性电导。输运由由于无序而自发形成的量子点链主导。取决于带的长度、电子密度和温度,单个或多个量子点主导电导。在电导共振之间,在最低温度下的共隧穿输运在较高温度下转变为活化输运。密度依赖的激活能类似于库仑能隙的定量方式。个别共振在某些区域显示出多能级输运的特征,而在其他区域则显示出随机库仑阻塞的特征。
2011-10-08 cond-mat.mes-hall
Fermi-edge transmission resonance in graphene driven by a single Coulomb impurity
导电电子的费米海和非绝热吸引杂质势之间的相互作用可以导致电荷通过杂质的隧穿概率的幂律发散。由此产生的效应,被称为费米边缘奇点(FES),构成了量子固态物理中最基本的多体现象之一。在这里,我们报告的第一个观察FES的狄拉克费米子在石墨烯驱动的孤立的库仑杂质的导电通道。在六方氮化硼衬底上的高迁移率石墨烯器件中,FES表现为电导的突然变化,在共振时具有大幅度的$\approx e^{2}/h$,表明具有波动电荷占有的局部库仑杂质的总多体屏蔽。此外,我们利用石墨烯对单个库仑杂质的极端敏感性,并展示了一种新的缺陷光谱工具来研究量子霍尔制度中石墨烯中的强相关相。
2014-06-15 cond-mat.mes-hall
Plasmons in dimensionally mismatched Coulomb coupled graphene systems
我们计算了库仑耦合金属扶手椅型石墨烯纳米带和掺杂单层石墨烯的等离子体色散关系。发生在未耦合的1D和2D系统中的等离子体激元曲线的交叉被层间库仑耦合分裂成下部和上部等离子体激元分支。上分支表现出非常不寻常的行为,端点在有限的$q$。因此,结构因子根据等离子体激元波长显示出单峰或双峰行为。新的等离子体激元结构与最近的实验相关,其性质可以通过改变系统参数来控制,并可用于等离子体激元应用。
2017-09-11 cond-mat.mes-hall
How electrons Coulomb repulsion changes Graphene band structure
电子-电子库仑排斥如何改变电子能带结构是强关联系统中的一个重大变化。我们介绍了一种计算这些系统的真实能带结构并消除假态的方法。利用这种方法,我们研究了电子排斥如何使石墨烯能带结构重整化。结果表明,在动力学平均场论中,在库仑排斥$u=2.596 t$条件下,从四带半金属到四带反铁磁的相变开始,而由于四个格点的格点间关联,$nc=4$,有效介质超原胞近似,它是$u=3.2 t$ .
2021-11-02 cond-mat.mes-hall
Coulomb Drag and Magnetotransport in Graphene Double Layers
我们回顾了石墨烯双层的制造和关键输运性质,由两个石墨烯单层放置在靠近,独立接触,并由超薄电介质分离。我们概述了一个简单的能带结构模型的层密度所施加的栅极和层间偏置,并表明,计算和实验结果是在零和高磁场在很好的协议。库仑阻力测量,探测两层之间的电子-电子散射揭示了两个不同的制度:(i)在高温下的扩散阻力,和(ii)介观波动主导的阻力在低温下。我们讨论了库仑阻力的结果在现有的理论框架内。
2012-06-13 cond-mat.mes-hall
Screening of Coulomb Impurities in Graphene
精确计算了石墨烯中亚临界库仑杂质$Z|e|/r$的真空极化电荷密度。我们的分析是基于精确的电子格林函数,通过使用运营商的方法获得的,并导致结果是精确的参数$Zα$,其中$α$是“精细结构常数”的石墨烯。考虑到也在Hartree近似的电子-电子相互作用,我们解决的问题自洽在亚临界制度,其中杂质有一个有效的电荷$Z_{eff}$,确定由本地化的感应电荷。我们发现,与裸电荷Z=1的杂质保持亚临界,$Z_{eff} α< 1/2$,对于任何$α$,而杂质与$Z=2,3$和更高的可以成为超临界在某些值的$α$。
2007-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph
Electronic Structure in Gapped Graphene with Coulomb Potential
本文基于晶格模型,数值研究了长程库仑杂质在带隙石墨烯中诱导的束缚电子态和超临界区的准束缚电子态。我们提出了一个详细的比较我们的数值模拟和预测的连续介质模型,这是描述的狄拉克方程(2+1)维量子电动力学(QED)。我们还利用Fano的理论研究了准束缚态的发展,并设计了一个可行的实验来测试带隙石墨烯中超临界真空的衰变。
2008-04-07 cond-mat.mes-hall
Coulomb drag between a carbon nanotube and monolayer graphene
我们研究了碳纳米管(CNT)和单层石墨烯组成的系统中的库仑阻力。在费米液体理论中,我们计算了拖曳电阻率,并发现系统组件的尺寸失配导致拖曳速率对载流子密度、温度和间距的依赖性,这与石墨烯双层的已知情况有很大不同。由于前向和后向散射的竞争效应,我们确定了新的功能的阻力依赖于电子密度,这使我们能够控制它们的相对贡献的阻力。
2019-09-11 cond-mat.mes-hall
Double injection, resonant-tunneling recombination, and current-voltage characteristics in double-graphene-layer structures
我们评估了与未栅控和栅控双层石墨烯(GL)结构中的层间跃迁相关的复合对电子和空穴注入的影响。利用所提出的模型,我们推导出的空间分布的电子和空穴的费米能量和能隙之间的狄拉克点的GLS,以及它们的依赖于偏置和栅极电压的解析表达式。并计算了其电流-电压特性。该模型是基于自洽电场作用下的电子和空穴输运的流体动力学方程。结果表明,在未掺杂的双GL结构与弱散射的电子和空穴的无序,费米能和能隙几乎是恒定的整个主要部分的GL,虽然它们的值强烈地依赖于电压和复合参数。相反,电子和空穴散射无序导致实质上的非均匀性。共振GL间隧穿使得能够提供N形电流-电压特性,只要GL足够短。电流最大值的宽度远大于隧穿共振的加宽。在具有较长GL的双GL结构中,N形特性转变为Z形特性。所得结果与\cite{1}的实验观察相符,对基于双GL结构的场效应晶体管和太赫兹激光器等器件的设计和优化具有重要的指导意义.
2013-12-18 cond-mat.mes-hall
Quantum capacitance and compressibility of graphene: The role of Coulomb interactions
在一阶近似、Hartree-Fock近似和随机相位近似下,分析了库仑相互作用对石墨烯中无质量Dirac电子的量子电容、压缩性、重整化费米速度、动能和相互作用能的影响.对量子电容和重整化费米速度的实验数据进行了分析,并与理论进行了比较。由实验数据得到了裸费米速度和有效介电常数。库仑相互作用和高斯涨落的无序势的组合效应被认为是。
2015-02-22 cond-mat.mes-hall
Mapping Dirac Quasiparticles near a Single Coulomb Impurity on Graphene
狄拉克费米子对库仑势的响应与传统原子和杂质系统中非相对论电子的行为有很大不同。令人惊讶的是,这种极端相对论性机制的许多关键理论预测尚未在实验室中进行测试。石墨烯是一种二维材料,其中电子的行为类似于无质量的狄拉克费米子,这为实验测试这种预测提供了一个独特的机会。狄拉克费米子对石墨烯中库仑势的响应是各种电子现象的核心,并且可以作为石墨烯固有介电常数的灵敏探针,这是决定这种材料中电子-电子相互作用强度的主要因素。在这里,我们提出了一个直接测量的狄拉克费米子的纳米级响应放置在一个单一的库仑势门控石墨烯设备。扫描隧道显微镜和光谱学被用来制造石墨烯上的可调电荷杂质,并测量它们如何被狄拉克费米子筛选为Q = +1 |e|杂质电荷状态。观察到类电子和类空穴狄拉克费米子对可调库仑势的响应非常不同。将这种电子-空穴不对称性与理论模拟进行比较,使我们能够测试狄拉克费米子在库仑势附近行为的基本预测,并提取石墨烯的本征介电常数:ε_g= 3.0 \pm 1.0。这个小的ε_g值表明微观电子-电子相互作用可以对石墨烯性质做出显着贡献。
2012-05-14 cond-mat.mes-hall
Imaging charge density fluctuations in graphene using Coulomb blockade spectroscopy
使用扫描隧道显微镜,我们已经成像的单层石墨烯的局部电荷密度波动。通过在STM针尖的末端放置一个小的金纳米颗粒,就可以创建一个电荷传感器。通过在表面上光栅扫描尖端并使用库仑阻塞光谱,我们绘制了石墨烯上的局部电荷。我们观察到一系列的电子和空穴掺杂的水坑与特征长度尺度约为20 nm。基于杂质数的关联长度的理论计算与我们的测量结果一致。
2010-12-03 cond-mat.mes-hall
Coulomb drag by motion of a monolayer polar crystal through graphene nanoconstriction
本文理论预测极性晶体层在石墨烯平面间运动可通过谷间散射产生库仑拖拽电流,并揭示其阈值掺杂、非线性霍尔效应及对晶体层动态粘度的反作用。
2025-01-01 cond-mat.mes-hall
Coulomb drag in graphene near the Dirac point
我们研究了双层石墨烯中狄拉克点附近的库仑阻力。特别强调的是干净的石墨烯的情况下,与电子-电子相互作用的输运性质占主导地位。使用量子动力学方程框架,我们表明,阻力成为$T$无关的清洁限制,$Tτ\to \infty$,其中$T$是温度和$1/τ$杂质散射率。对于较强的无序(或较低的温度),$Tτ\ll 1/α^2$,其中$α$是相互作用强度,动力学方程符合领先级($α^2$)微扰结果。在更低的温度下,$Tτ\ll 1$(扩散区)这种贡献被抑制,而次阶($α^3$)贡献变得重要;它产生一个以狄拉克点为中心的峰值,其幅度随着$Tτ$的降低而增加。
2012-06-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Crossover from Coulomb blockade to quantum Hall effect in suspended graphene nanoribbons
实验研究了悬浮石墨烯片在电流退火过程中形成的悬浮石墨烯纳米带。运输测量表明,由于形成“库仑岛”,与量子霍尔电导高原出现在中等值的磁场$B$周围的电荷中性的运输间隙的开放。当增加$B$时,输运能隙被迅速抑制,并且由于电子相关性而被更大的能隙取代。我们的观察结果表明,悬浮纳米带允许调查的现象,到目前为止,不能在SiO $_2$基板上的带状访问。
2012-05-25 cond-mat.mes-hall
Many-body effects of Coulomb interaction on Landau levels in graphene
在强磁场中,石墨烯中的无质量电子占据相对论朗道能级,每个能级能量的平方根依赖于其数量和磁场。在最近的回旋共振和磁拉曼散射实验中观察到了相互作用引起的偏离。以前试图用未屏蔽的库仑相互作用从理论上计算这种偏差,结果高估了多体效应。本文采用多体方法计算了库仑相互作用下单层石墨烯的回旋和磁拉曼跃迁,并在随机相位近似下对库仑相互作用进行了静态屏蔽。我们考虑了自能和激子效应以及朗道能级混合,并取得了很好的协议,我们的结果与实验数据的石墨烯在不同的衬底。一个自我一致的治疗筛选的重要作用被发现。
2017-02-07 cond-mat.mes-hall
Two-electron bound states near a Coulomb impurity in gapped graphene
我们制定和解决可能是最简单的两体束缚态相互作用狄拉克费米子在两个空间维度的问题。一个两体束缚态的预测中存在的弱排斥的电子-电子相互作用和库仑杂质与电荷$Ze>0$,其中最有趣的情况下,对应于$Z=1$的间隙石墨烯单层。我们引入了一个变分的Dirasekhar-Dirac旋量波函数,并证明了至少存在一个束缚态。这种状态留下了清晰的特征,可以通过扫描隧道显微镜进行观察。由此可以获得关于石墨烯中电子-电子相互作用强度的直接信息。
2017-01-23 cond-mat.mes-hall
Mechanisms of Manganese-Assisted Nonradiative Recombination in Cd(Mn)Se/Zn(Mn)Se Quantum Dots
在半导体{ \it 3d}深能级单电子模型的框架下,分析了Cd(Mn)Se/Zn(Mn)Se量子点中伴随Mn $^{2+}$离子组态间激发的电子空穴复合物的非辐射复合机制.除了库仑和交换相互作用引起的机制,这是相关的,因为泡利原理,另一种机制,由于{ \it sp-d}混合被认为是。结果表明,库仑机制归结为从光激发量子点到Mn $^{2+}$离子的长程偶极-偶极能量转移。对于Mn $^{2+}$离子和{ \it e-h}络合物的任何状态,都允许由于库仑机制引起的复合。相反,短程交换和${\it sp-d}$重组服从自旋选择规则,这是量子点中空穴态的强{ \it lh-hh}分裂的结果。估计表明,{ \it sp-d}机制的效率可以大大超过库仑机制。研究了Mn离子$^{2+}$上激发态的声子辅助复合过程。分析了在垂直于样品生长平面的磁场中观察到的量子点系综的PL强度的增加作为自旋相关复合的可能表现。
2010-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Coulomb screening and collective excitations in a graphene bilayer
我们研究了石墨烯双层膜的库仑屏蔽特性和集体激发。静态屏蔽效应是各向异性的,并且在未掺杂的石墨烯双层中比在单层石墨烯中强得多[1]。动态屏蔽显示了狄拉克气体在低频的性质和费米气体在高频的性质。从狄拉克到费米气体的跃迁也在等离子体光谱中观察到。最后,我们发现掺杂的石墨烯双层中的电子气与含有两个能谷的材料中的费米气体具有非常相似的性质。
2006-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coulomb drag transistor via graphene/MoS2 heterostructures
二维(2D)异质界面通常提供非凡的载流子输运,例如超导性或激子超流性。最近,由多层氮化硼分隔的双层石墨烯证明了库仑拖曳现象:有源层中的载流子拖曳无源层中的载流子。在这里,我们提出了一种新的开关器件通过库仑阻力相互作用在石墨烯/二硫化钼(GM)异质界面。理想的范德华距离允许层间电子-空穴对的强耦合,其复合被由于异质界面处的电荷转移而形成的肖特基势垒阻止。该器件即使在室温下也具有很高的载流子迁移率(高达~ 3,700 cm ^2 V ^-1 s ^-1),同时保持了很高的开/关电流比(~10^8),优于单独的层。在电子-电子拖曳状态下,在低温下观察到石墨烯样的Shubnikov-de Haas振荡。我们的库仑拖曳晶体管可以为量子力学二维异质结在室温下的实际应用提供一条捷径。
2017-10-31 cond-mat.mes-hall
Coulomb interaction and semimetal-insulator transition in graphene
无质量狄拉克费米子之间的强库仑相互作用可以通过动态地产生激子费米子间隙来驱动单层石墨烯中的半金属-绝缘体转变。存在将半金属相与绝缘体相分离的临界相互作用强度$λ_c$。我们计算了系统的比热和磁化率,表明它们在半金属和绝缘体相中表现出不同的行为。
2010-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Long range Coulomb interaction in the ground state of bilayer graphene
本文报道了在磁场中双层石墨烯中电子相互作用的研究。我们证明了这种材料中电子之间的长程库仑相互作用是非常重要的。我们表明,在无偏双层(两层处于相同的静电势)中,相互作用可以导致中等磁场中朗道能级的混合。对于偏置双层(当两层是在不同的电位),我们证明了相互作用是负责的基态的总自旋的变化为半满朗道能级的价带。
2008-10-01 cond-mat.mes-hall
Dirac equation for quasi-particles in graphene and quantum field theory of their Coulomb interaction
有证据表明石墨烯中存在无质量的狄拉克准粒子,它们在位于石墨烯布里渊区拐角处的所谓狄拉克点附近满足(1+2)维狄拉克方程。我们重新推导了在(1+2)维中Dirac点附近石墨烯中准粒子所服从的Dirac方程。研究表明,(1+2)维的宇称算符在定义石墨烯中Dirac准粒子的“守恒”流中起着重要的作用,并证明了石墨烯中Dirac准粒子具有U_{A}(1)* U_{B}(1)对称性.进一步发展了二维石墨烯库仑相互作用的量子场论,并将其应用于真空极化和电子自能,以及该相互作用的有效耦合g和费米速度$v_{f}$的重整化,这对g和v_{f}的重整化群分析具有重要意义.
2011-05-30 cond-mat.mes-hall
Coulomb interacting Dirac fermions in disordered graphene
我们研究相互作用的狄拉克准粒子在无序石墨烯,并发现之间的相互作用的未屏蔽的库仑相互作用和伪相对论准粒子运动学可以最好地揭示在弹道制度,而在扩散限制的行为是定性的(虽然,不是定量的)类似于普通的2DEG与抛物线色散。我们计算的准粒子的宽度和密度的状态,可以探测光电发射,隧穿,和磁化测量。
2006-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coulomb drag in graphene - boron nitride heterostructures: the effect of virtual phonon exchange
对于两个空间分离的单原子石墨烯层封装在六方氮化硼中的系统,我们考虑了费米液体区域中载流子之间的拖曳效应。通常,这种现象被描述为层间库仑相互作用。我们表明,如果一个额外的电子-电子相互作用,通过交换虚拟衬底声子包括在模型中,预测的拖曳电阻率在150 K以上的温度有很大的修改。氮化硼的各向异性晶体结构,具有较强的层内和相对较弱的层间键,被发现在这种效果中起着重要的作用。
2012-09-28 cond-mat.mes-hall