Contrasting Elastic Properties of Heavily B- and N-doped Graphene, with Random Distributions Including Aggregates
我们专注于B-和N-掺杂的石墨烯在高达20%的浓度范围内的弹性性能。利用密度泛函理论计算了一组具有代表性的具有无序杂质模式（包括聚集体）的超原胞的杨氏模量、体积模量、剪切模量和泊松比。与早期的工作相比，它表明，掺杂氮甚至加强了石墨烯层，而掺入硼诱导模拟STM图像中看到的大的结构和形态变化。杨氏模量和剪切模量分别随着氮或硼的掺杂强度而增加或减少，而体积模量和泊松比则表现出相反的趋势。这两种杂质的样品的弹性性质与电子结构密切相关，特别是对于重掺杂（>12%）。掺杂剂的局部排列和杂质的聚集或分离在确定所研究的系统的刚度中起着至关重要的作用。有趣的是，这些发现对含B和含N的样品是相反的。
2013-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing the mechanical properties of graphene using a corrugated elastic substrate
石墨烯优异的机械性能使其在纳米机械器件和功能复合材料方面具有吸引力。石墨烯机械行为的两个关键方面是其弹性和粘合性能。这些通常在单独的实验中确定，并且此外通常难以提取用于粘附的参数。此外，石墨烯和其他弹性材料之间的机械相互作用尚未得到很好的研究。在这里，我们展示了一种技术，用于研究的弹性和粘合性能的几层石墨烯（FLG），将其放置在可变形的，微波纹基板。通过测量复合石墨烯-基底结构的变形，并开发相关的线性弹性理论，我们能够提取有关石墨烯的弯曲刚度、粘附力、层间滑动的临界应力和样品依赖性张力的信息。这些结果与石墨烯基机械和电子器件以及石墨烯在复合材料、柔性材料和应变工程材料中的应用有关。
2010-06-15 cond-mat.mes-hall
Elastic properties of graphene flakes: boundary effects and lattice vibrations
在密度泛函理论水平上，采用不同的标准泛函，计算了石墨烯片的自由能、表面自由能和弹性常数（Lam'e参数，即泊松比、杨氏模量）.我们观察到，在小薄片的Lam'e参数可以从氢化锯齿形边缘的散装值相差30%。这种变化是由于薄片的边缘压缩了内部。当包括振动零点运动时，我们检测到弯曲刚度降低约26%。该校正取决于薄片尺寸N，因为振动频率随着由于边缘引起的压缩的释放而增长的N而流动。我们计算Grueneisen参数，并发现与以前的作者很好的协议。
2010-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal Transport in Graphene, Few-Layer Graphene and Graphene Nanoribbons
石墨烯独特的热传导特性的发现，引发了二维材料系统中声子输运的理论和实验研究的热潮。迅速发展的石墨烯热场从理论物理到实际工程应用。在这篇特邀评论中，我们概述了不同的理论方法，用于描述声子在石墨烯中的传输，并提供与现有的实验热导率数据的比较。重点分析了石墨烯和少层石墨烯的声子热导率的最新理论结果，以及应变、缺陷、同位素和边缘散射对这些材料系统中声子输运的影响。
2016-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Design and Experimental Observation of Valley-Hall Edge States in Diatomic-Graphene-like Elastic Waveguides
我们报告的设计和实验验证的二维声子弹性波导表现出拓扑谷霍尔边缘状态。波导的晶格结构受到双原子石墨烯的启发，并且通过几何压痕将其压印在最初的平板中。压痕分布根据一个六角形的晶格结构，保证了狄拉克色散的存在，在布里渊区的边界。从该基本材料开始，能够支持边缘状态的畴壁可以通过对比具有通过使用局部谐振元件实现的空间反演对称性（SIS）破缺的波导来获得。我们的理论研究表明，这种材料映射到声学模拟的量子谷霍尔效应（QVHE），而数值和实验结果证实存在的保护边缘状态沿壁的拓扑结构不同的域。
2017-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing Intrinsic Elastic Properties of Multilayer Graphene -- a New Mechanical Constant
Korea Institute for Advanced Study（韩国高等研究院）；Department of Physics, Pukyong National University（釜山国立大学物理系）；Center for Theoretical Physics of Complex Systems, Institute for Basic Science（基础科学研究院复杂系统理论物理中心）
本文通过原位鼓胀试验和理论模型研究多层石墨烯的本征弹性特性，提出新的机械模量以更准确描述其机械行为。
2025-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal Transport in Graphene and Graphene Multilayers
在本文中，我们回顾了石墨烯和多层石墨烯的热性质，并讨论了光热技术开发的热导率测量。我们还概述了不同的理论方法用于描述声子在石墨烯中的传输，并提供与现有的实验热导率数据的比较。
2015-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport Properties of Graphene Nanoribbon Transistors on Transport Properties of Graphene Nanoribbon Transistors on Chemical-Vapor-Deposition Grown Wafer-Scale Graphene
石墨烯纳米晶体管（GNR）场效应晶体管（FET）的宽度低至12 nm，已经通过电子束光刻使用晶圆级化学气相沉积（CVD）工艺来形成石墨烯。GNR FET的漏极电流调制在300 K时约为10，在4 K时增加到近106。最小电流的强温度依赖性表明CVD生长的GNR-FET的带隙开放。通过微分电导法估计提取的带隙为约0.1 eV。这项工作突出了CVD生长的大面积石墨烯的发展，并展示了纳米晶体管中带隙的开放。
2012-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene Cardboard: from Ripples to Tunable Metamaterial
最近，石墨烯被引入了可调波纹纹理，这是一种由石墨烯显着的弹性特性实现的纳米织物。然而，人们可以进一步设想将波纹折叠，从而构建复合纳米材料，石墨烯纸板。在这里，这种结构的基本力学性能进行了研究计算。事实证明，石墨烯纸板是高度可调的材料，因为其弹性品质因数变化数量级，泊松比可从10到-0.5调节。这些趋势为指导波纹范德华固体超材料的设计和使用奠定了基础。
2014-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Geometry, stability and thermal transport of hydrogenated graphene nanoquilts
利用分子动力学模拟研究了氢化折叠的石墨烯纳米绗缝的几何形状、稳定性和热输运。氢化的石墨烯纳米绗缝显示出增加的热力学稳定性和比没有氢化的折叠石墨烯结构更好的传输性能。对于双层石墨烯纳米被子，几何形状和热导率都对吸附的氢链非常敏感，这可以通过PDOS的红移来解释。对于多折叠纳米绗缝，通过改变周期数或长度，它们的热导率可以从原始石墨烯的100%调整到15%。我们的研究结果表明，氢化石墨烯纳米绗缝是非常适合的热管理设备。
2016-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anchoring ceria nanoparticles on reduced graphene oxide and their electronic transport properties
这篇论文被撤回了。
2011-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning the electronic transport properties of graphene through functionalisation with fluorine
石墨烯的电子性质的工程化引发了人们对电子学和光电子学潜在应用的极大兴趣。在这里，我们展示了通过氟官能化来调节石墨烯单层和多层的电子输运性质的可能性。我们表明，通过调整氟含量不同的电子传输制度可以访问。对于单层样品，随着氟含量的增加，我们观察到电子输运从二维Mott变程跳跃到Efros-Shklovskii变程跳跃的转变。具有高浓度氟的多层氟化石墨烯显示二维Mott可变范围跳跃传输，而CF 0.28多层薄片具有0.25eV的带隙并显示热激活传输。我们的实验结果表明，控制石墨烯功能化程度的能力有助于设计石墨烯材料的不同电子特性。
2011-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First principles study of electronic transport through a Cu(111)|graphene junction
本文报道了Cu（111）非平衡输运性质的第一性原理研究|石墨烯界面发现Cu（111）电极诱导位于费米能级以下-0.68eV的透射最小值（TM），这是源自Cu诱导的电荷转移的特征，导致具有与TM重合的狄拉克点的n型掺杂石墨烯。所施加的偏置电压使n-石墨烯TM相对于纯石墨烯TM移位，并导致微分电导中的独特峰，其指示掺杂水平，这是在纯石墨烯中未观察到的特性。
2010-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonons and Thermal Transport in Graphene and Graphene-Based Materials
石墨烯不同寻常的热性质的发现刺激了旨在理解二维材料系统中声子输运和热传导的实验、理论和计算研究。我们提供了一个关键的审查最近的结果在石墨烯热场集中在声子色散，比热，热导率，不同的模型和计算方法的比较。详细分析了石墨烯基材料的声子谱与导热性能之间的关系。在双层石墨烯，同位素工程，和不同的声子色散分支的相对贡献的原子平面旋转的影响进行了讨论。为了读者的方便，本文以综合注释表的形式提供了有关热导率和声子模对热输运贡献的主要实验和理论结果的摘要。
2016-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Singular elastic strains and magnetoconductance of suspended graphene
悬挂在电触点或其他刚性支撑物上的石墨烯膜易于发生弹性应变，其集中在样品的边缘和角落。这种应变导致代数变化的有效磁场，其在亚微米宽的薄片中可以达到几特斯拉。在量子霍尔机制中，有效磁场和物理磁场的相互作用导致手征边缘通道的反向散射，这可以破坏量子化电导平台。
2010-04-07 cond-mat.mes-hall
Phonon Transport in Graphene
石墨烯中的声子-晶格振动的量子-的性质引起了物理和工程界的强烈关注。声学声子是室温附近石墨烯中的主要热载体，而光学声子用于在少层石墨烯的拉曼实验中计数原子平面的数目。理论和实验都表明，声子的输运性质，即能量色散和散射率，在准二维系统中，如石墨烯与石墨或三维块状晶体中的基面相比，有很大的不同。二维声子输运的独特性质转化为石墨烯和相关材料中不寻常的热传导。在这篇综述中，我们概述了不同的理论方法开发的声子在石墨烯中的传输，讨论了在平面和交叉平面声子模式的贡献，并提供与现有的实验热导率数据的比较。特别注意的是给出了最近的理论结果的分析的声子热导率的石墨烯和少层石墨烯，和应变，缺陷和同位素的声子输运在这些系统中的影响。
2012-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Elastic response of the electron fluid in intrinsic graphene: The collisionless regime
电子流体在有限频率下的弹性响应由电子粘度$η(ω)$定义。我们确定$η(ω)$的石墨烯在电荷中性点在碰撞制度，包括由于电子-电子库仑相互作用的领先的修正。我们发现相互作用校正$η(ω)$是显着更大的，如果相比相应的校正的光学电导率。此外，我们发现可比的贡献，由于单粒子和多粒子效应的动态动量通量。我们还表明，$η(ω)$是直接相关的非局部能量流响应的石墨烯在狄拉克点。在无碰撞制度的粘度确定的帮助下，在Kubo形式主义的应变发生器。在这里，描述其两个子晶格的石墨烯的伪自旋在获得满足旋转对称系统的对称性的粘度张量方面起着重要作用。
2018-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Growth, charge and thermal transport of flowered graphene
我们报告的结构和传输特性的最小的位错环在石墨烯中，被称为花缺陷。首先，通过先进的实验成像技术，我们推导出花状缺陷是如何形成在化学气相沉积石墨烯的重结晶过程中。我们认为花状缺陷是由动态再结晶后的晶粒形成的凸起机制引起的。接下来，为了评估这些缺陷作为全石墨烯电子器件的可能构建块的使用，我们结合多尺度建模工具来研究具有随机分布的花状缺陷的大型单层石墨烯样品的结构和电子声子输运特性。对于足够大的花密度，我们发现，电子输运强烈抑制，而令人惊讶的是，空穴传输几乎不受影响。这些结果表明，可能的应用花石墨烯的电子能量过滤。对于相同的缺陷密度，声子输运减少了数量级的弹性散射缺陷成为主导。弯曲声子的热传输，石墨烯中的关键，即使在非常低的浓度下也在很大程度上受到抑制。
2020-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing the Shape of a Graphene Nanobubble
实验观察到气体分子以气泡的形式被困在石墨烯和各种衬底之间。这些气泡的研究是有用的，在确定石墨烯的弹性和机械性能，石墨烯和衬底之间的粘附能，并通过应变工程操纵的电子特性。在我们的数值模拟中，我们使用一个简单的描述的弹性势和粘附能表明，对于小气泡（$\sim 10$ nm）的范德华压力是在1 GPa的顺序。这些气泡表现出普遍的形状行为，无论其大小，在最近的实验中观察到。我们的结果的形状和体积的被困气体可以确定通过振动态密度（VDOS）使用实验技术，如非弹性隧道和非弹性中子散射。捕获纳米气泡的石墨烯层中的弹性能量分布除了其边缘之外是均匀的，但是应变取决于气泡尺寸，因此气泡尺寸的变化允许控制电子和光学性质。
2017-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Elastic properties of hydrogenated graphene
存在氢化石墨烯的三种构象异构体，称为椅型、船型或搓板型石墨烷。这些系统具有映射到石墨烯支架上的完美的二维周期性，但它们的特征在于$sp^3$轨道杂化，具有不同的晶体对称性，并且在加载时表现出其他行为。通过第一性原理计算，我们确定了它们的结构和声子性质，以及我们建立了它们的相对稳定性。通过连续体弹性，我们定义了一个模拟协议，通过计算机实验测量其线性和非线性弹性模量，我们实际上通过第一原理计算它们。我们认为，所有的graphane构象响应任何任意取向的延伸与一个小得多的横向收缩比计算石墨烯。此外，我们提供的证据表明，船石墨烷沿扶手椅和锯齿形的碳蜂窝晶格的主方向（轴向拉胀弹性行为）有一个小的和负的泊松比。此外，我们表明，椅子石墨承认软化和硬化超弹性，取决于所施加的载荷的方向。
2010-10-25 cond-mat.mes-hall
Transport in gapped bilayer graphene: the role of potential fluctuations (Supplementary Information)
arXiv的在线补充信息：1008.0783
2010-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent electronic transport through graphene constrictions: sub-wavelength regime and optical analogies
石墨烯的二维性质与今天的光刻相结合，可以实现比狄拉克电子波长更小的纳米电子器件。在这里，我们表明，在这些石墨烯亚波长纳米器件的电子量子输运性质提出了深刻的类比与经典现象的亚波长光学。通过引入电子衍射势垒的概念来表示收缩效应，我们可以很容易地描述丰富的纳米器件中丰富的输运物理：从石墨烯狭缝中的Bethe和Kirchhoff衍射，到纳米带中的Fabry-Perot干涉振荡。同样的概念也适用于石墨烯量子点，并为这些系统的最新实验提供了新的启示。
2008-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Impact of Calcium on Transport Property of Graphene
我们测量了钙吸附物对石墨烯输运性质的影响。虽然钙使导电性线性依赖于石墨烯的载流子密度的预测，我们的实验结果偏离现有的理论计算。我们的数据暴露了任何现有理论描述石墨烯的最小电导率的不足，并表明杂质散射计算的更完整测试将需要通过最小化基底结合的带电杂质的贡献来提高实验能力，并开发在测量传输时计算吸附物数量的能力。
2011-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of substrate modes on thermal transport in supported graphene
我们使用分子动力学模拟研究了SiO2支撑的石墨烯中的热输运。由于弯曲声学（ZA）声子的阻尼，与衬底的耦合将支撑的石墨烯的热导率（TC）降低了一个数量级。然而，与预期相反，增加石墨烯与基底相互作用的强度会增强负载石墨烯的TC。这种增强是由于石墨烯ZA模与衬底瑞利波的耦合，这使色散线性化并增加了杂化模的群速度。这些发现表明，二维支撑石墨烯的TC是可调的，通过表面相互作用，提供了一种新的可能性，在纳米材料中的控制能量流。
2011-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Transport and Precession in Graphene measured by Nonlocal and Three-Terminal Methods
我们利用Hanle效应在非局域三端测量几何中研究了石墨烯中的自旋输运和旋进.相同的自旋寿命，自旋扩散长度和自旋极化的石墨烯设备中观察到这两种技术在很宽的温度范围内。自旋输运模型很好地解释了自旋信号的大小。这些观察排除了两种几何结构界面处的任何信号增强或额外散射机制。这验证了基于石墨烯的自旋电子器件的测量方法的适用性及其自旋参数的可靠提取。
2014-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene Nanoribbon as an Elastic Damper
由不同的二维纳米材料组成的异质结构可以具有非常重要的物理和机械性能，在许多应用中有希望。有趣的是，在某些情况下，有可能产生由具有相同化学组成的弱拉伸和强拉伸域组成的异质结构，正如已经证明的一些聚合物链，DNA和金属间纳米线支持这种两相拉伸效应。这些材料在相对较强的张力下分裂成具有较小和较大拉伸应变的域。在该区域内，在恒定的拉伸力下，由于具有较大应变的畴的生长以具有较小应变的畴为代价，平均应变增加。在这里，两相拉伸现象描述的石墨烯纳米带的分子动力学模拟的帮助下。在我们的研究中揭示的石墨烯的这种前所未有的特征与成核和畴壁的运动的特性有关，畴壁将具有不同弹性应变的畴分开。结果表明，由于畴壁形核和运动过程中的能量耗散，加载-卸载曲线呈现出类似于位错的行为。在这里，我们最初提出了将石墨烯纳米带作为弹性阻尼器的想法，通过弹性延伸在循环加载-卸载期间有效地将机械应变能转换为热量，其中具有较大和较小应变的区域共存。此外，在两相拉伸的情况下，石墨烯纳米颗粒是异质结构，对于该异质结构，具有较大和较小应变的畴的分数以及因此其物理和机械性质可以通过施加弹性应变和/或热以可控的方式进行调节。
2018-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Linear response function in the presence of elastic scattering: plasmons in graphene and the two-dimensional electron gas
在线性响应理论中，我们推导出一个响应函数，该函数充分考虑了弹性散射的影响，并且在长波长极限之外是有效的。我们将该理论应用于石墨烯和二维电子气（2DEG）中的等离子体激元，在随机相位近似下，对于前者考虑带内和带间激发。散射环修改的色散关系表明，低于临界散射强度$γ_c$，简单地与等离子体频率$ω$，没有等离子体是允许的。石墨烯中带内和带间跃迁的临界强度$γ_c$和允许的$(ω, q)$等离子体激元谱是不同的。在石墨烯和2DEG中，对于小的$ω$，强度$γ_c$迅速下降，但是对于大的$ω$，下降得慢得多。
2018-01-15 cond-mat.mes-hall
Theoretical analysis of high-field transport in graphene on a substrate
我们通过流体动力学模型研究了石墨烯在不同介质（SiO2，BN，Al2O3，HfO2）上的输运，该模型包括自加热和与衬底的热耦合，与电离杂质的散射，石墨烯声子和动态屏蔽界面等离子体声子（IPP）模式。我们发现，虽然低场输运在很大程度上是由杂质散射决定的，但高场输运是由介电诱导IPP模式的散射和石墨烯本征声子的较小贡献所定义的。我们还发现，晶格加热可以导致负微分漂移速度（相对于电场），这可以通过改变底层的介电热性质或厚度来控制。BN上的石墨烯表现出最大的高场漂移速度，而HfO2上的石墨烯由于IPP模式的强烈影响而具有最低的高场漂移速度。
2014-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Correlation between morphology and transport properties of quasi-free-standing monolayer graphene
研究了不同温度下氢嵌入形成的准自支撑单层石墨烯（QFMLG）的形貌，并讨论了其与输运性质的关系。通过扫描隧道显微镜在600 ° C和800°C下形成的QFMLG上观察到石墨烯-衬底界面处不完全氢嵌入对应的特征。它们作为带电杂质有助于载流子散射。在1000°C时，SiC衬底中出现空洞和石墨烯的褶皱，使载流子迁移率显著降低。
2014-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Weak localisation in graphene flakes
我们表明，石墨烯中的量子干涉的表现形式是非常不同的，从传统的二维系统。由于载流子的手征性质，它不仅对非弹性、相破裂散射敏感，而且对许多弹性散射过程敏感。我们研究了在不同的样品和在不同的载流子密度，包括狄拉克区域的弱本地化，并找到确定它的特征率，我们展示了石墨烯片的形状和质量如何影响的弹性和非弹性率的值，并讨论其物理起源。
2008-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Models of electron transport in single layer graphene
分析了掺杂单层石墨烯导电性的主要特征，并提出了不同散射机制的模型。
2008-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Manipulation of Spin Transport in Graphene by Surface Chemical Doping
通过在真空中沉积金吸附物的非局域测量，研究了表面化学掺杂对石墨烯自旋输运的影响。我们证明了操纵的栅极依赖的非本地自旋信号作为金覆盖的函数。我们发现，带电杂质散射是不是在石墨烯自旋弛豫的主导机制，尽管它的重要性动量散射。最后，自旋寿命的意外增强说明了石墨烯中自旋弛豫的复杂性质。
2010-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Numbers of donors and acceptors from transport measurements in graphene
提出了一种方法来分别确定带正电荷和带负电荷的杂质，限制在石墨烯单层的流动性的表面密度。该方法是基于传输截面的精确结果，根据该结果，无质量载流子被吸引到带电杂质时比被排斥时散射得更强烈。
2007-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Elastic deformations and Wigner-Weyl formalism in graphene
本文讨论了具有弹性形变的$Z_2$亚晶格对称性的固体物理紧束缚模型及其重要特例--石墨烯紧束缚模型。为了描述电子准粒子的动力学，我们探索Wigner-Weyl形式。它允许在缓慢变化的外部电磁场和由弹性形变引起的跳跃参数的非均匀修改的存在下计算两点格林函数。所发展的形式允许我们考虑弹性形变和磁场变化对量子霍尔效应的影响。
2019-05-27 cond-mat.mes-hall hep-lat
Mesoscopic conductance fluctuations in graphene
我们研究了微米级石墨烯器件的电导随费米能级和磁场的变化规律。结合弱局域化的分析，这是由相同的散射机制的波动进行了研究。结果表明，电导波动的方差不仅取决于非弹性散射，控制退相，但也对弹性散射。特别是，相反，其效果弱本地化，强烈的谷间散射抑制石墨烯电导波动。然而，相关能与弹性散射的细节无关，并且可以用于确定石墨烯结构的电子温度。
2009-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Study of Thermal Properties of Graphene-Based Structures Using the Force Constant Method
对石墨烯基材料的热性能进行了理论研究。声子性质的第四近邻力常数方法是结合使用的Landauer弹道和非平衡格林函数技术的运输。研究了不同结构的石墨烯、石墨烯反点晶格和石墨烯纳米带的弹道声子输运。我们证明，这种特殊的方法是适合于强大的和有效的调查声子输运在石墨烯为基础的设备。这种方法是特别有用的热电和热传输应用的调查。
2012-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge Transport in Disordered Graphene-Based Low Dimensional Materials
二维石墨烯、碳纳米管和石墨烯纳米带代表了一类新型的低维材料，可以作为未来碳基纳米电子学的构建块。虽然这些系统共享相似的基本电子结构，其确切细节取决于限制效应，但当无序开始发挥作用时，就会出现关键的差异。在这篇简短的综述中，我们考虑了这些材料的输运性质，特别强调石墨烯纳米带的情况。在总结了无缺陷系统的电子和输运性质后，我们专注于模型无序势（安德森型）的影响，并说明了输运性质如何对潜在的对称性敏感。我们提供了碳纳米管和石墨烯纳米带的弹性平均自由程的解析表达式，并讨论了弱和强的本地化制度，这是真正依赖于传输维数的发病。我们还考虑了石墨烯纳米带的边缘无序和粗糙度与扶手椅或锯齿形取向的关系。
2008-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Scaling behavior and strain dependence of in-plane elastic properties of graphene
我们通过原子模拟表明，在热力学极限下，石墨烯在有限温度下的面内弹性模量随着系统尺寸$ L $而消失，作为与$ η_u \simeq 0.325 $的幂律$ ~ L^{-η_u} $，与膜理论一致。我们的模拟清楚地揭示了石墨烯弹性模量的大小和应变依赖性，可以与实验数据进行比较。虽然最近测得的拉伸应变系统的杨氏模量的渐近值和从{ \it ab initio}计算值之间的差异的2倍仍然没有解决，我们的结果解释了实验观察到的增加超过2倍的拉伸应变只有几个permile。我们还讨论了泊松比的缩放，我们的模拟不同意的自洽屏蔽近似的预测。
2015-08-21 cond-mat.mes-hall
Transport in Graphene: Ballistic or Diffusive?
我们研究了无序和原始石墨烯器件中的电子输运。Fano散粒噪声是评估介观器件中电子传输机制的标准度量，已显示在弹道和扩散石墨烯器件中产生几乎相同的幅度（$\approx 1/3$），因此适用性有限。我们考虑一个双端几何形状的石墨烯片接触窄金属引线。我们建议，依赖的电导的位置上的一个引线，电导的配置文件，可以让我们深入了解的电荷流，这反过来又可以用来分析的运输机制。此外，我们模拟扫描探针显微镜（SPM）测量相同的设备，它可以可视化的设备内的电荷流，从而补充运输计算。从我们的模拟中，我们发现电导分布和SPM测量都是评估区分弹道和扩散石墨烯系统的传输机制的极好工具。
2013-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological electric current from time-dependent elastic deformations in graphene
我们显示了通过在保留时间反转对称性的带隙石墨烯样品中施加时间依赖性应变来诱导边缘电荷电流的可能性。我们证明，这种边缘电流具有相同的起源作为谷霍尔响应已知存在于系统中。
2013-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Band engineering and elastic properties of strained armchair graphene nanoribbons: semiconductor vs metallic characteristics
扶手椅型石墨烯纳米带中的奇数个锯齿形边缘及其机械性能（例如，杨氏模量、泊松比和剪切模量）对于石墨烯基光电子器件中的带隙工程具有潜在的兴趣。在本文中，我们考虑在扶手椅型石墨烯纳米带的扶手椅型边缘处用氢钝化，然后施加应变来调节带隙。使用密度泛函理论计算，我们的研究发现，精确控制应变可以允许调整带隙从半导体到金属，然后再次切换回半导体。此外，我们还表明，氢分子钝化的应变石墨烯纳米晶可以具有大的面外变形，展示了松弛形状石墨烯的性质。我们用结合能来表示氢引起的应变。最后，我们研究了应变对石墨烯纳米带力学性能的影响，这些力学性能可用于制作基于石墨烯纳米带的应变电子器件。
2019-01-03 cond-mat.mes-hall
Elastic constants of graphene: Comparison of empirical potentials and DFT calculations
对常用的经典原子间相互作用势描述石墨烯弹性性质的能力进行了检验。考虑了Tersoff势、Brenner反应键级势REBO-1990、REBO-2000、REBO-2002和AIREBO以及LCBOP、PPBE-G、ReaxFF-CHO和ReaxFF-C2013。通过静态能量计算研究了石墨烯在单轴拉伸下的线性和非线性弹性响应。的杨氏模量，泊松比和高阶弹性模量进行了验证对实验测量和从头算研究的参考数据。进行密度泛函理论计算，以补充在小但有限的伸长率的有效杨氏模量和泊松比的参考数据。据观察，对于所有考虑的潜力，弹性能量显着偏离简单的二次依赖性已经在几个百分点的伸长率。然而，LCBOP提供了与参考数据一致的结果，因此真实地描述了石墨烯的面内变形。合理的协议也观察到计算便宜的PPBE-G潜力。REBO-2000、AIREBO和REBO-2002给出了三阶弹性模量符号错误的强非线性弹性响应，其结果与参考数据相差甚远。ReaxFF势大大高估了泊松比。此外，ReaxFF-C2013显示了有限伸长率下的许多数值伪影。石墨烯的弯曲刚度也通过大直径碳纳米管的静态能量计算得到。在这种情况下，使用REBO-2000，REBO-2002和ReaxFF势实现与实验和从头计算数据的最佳一致。因此，所考虑的势都没有充分描述石墨烯的面内和面外变形。
2019-02-13 cond-mat.mes-hall
Elastic Screening of Pseudogauge Fields in Graphene
本文通过分子动力学模拟揭示石墨烯中光学晶格位移对赝规范场的屏蔽效应，证明以往连续介质弹性方法高估了应变诱导赝磁场强度，对扭转双层和波纹状石墨烯的电子性质研究具有重要修正意义。
2025-04-10 cond-mat.mes-hall
Correlations in the elastic Landau level of spontaneously buckled graphene
范德瓦尔斯材料中几乎平坦的能带产生的电子相关性已经被证明是设计人工量子物质的强大舞台，包括超导体，相关绝缘体和拓扑物质。这种现象已经在各种扭曲的范德华材料中实验观察到，例如石墨烯和二硫属化物多层膜。在这里，我们表明，自发屈曲的石墨烯可以产生一个相关的状态，从一个弹性的伪朗道水平出现。我们的研究结果建立在最近的实验结果之上，该实验结果报告说，当放置在hBN或NbSe $_2$衬底上时，褶皱的石墨烯片松弛，形成周期性的长程屈曲图案。在赝轴规范场存在下，低能物理可以用电子精确描述，导致亚晶格极化朗道能级的形成。此外，我们验证了在零朗道能级的高态密度导致形成一个周期性调制的亚铁磁基态，它可以通过施加外部电场来控制。我们的研究结果表明，周期性应变石墨烯是一个多功能的平台，探索新兴的电子态所产生的相关弹性朗道能级。
2020-07-28 cond-mat.mes-hall
Transport and elastic scattering times as probes of the nature of impurity scattering in single and bilayer graphene
传输$τ_{tr}$和弹性散射时间$τ_{e}$的实验确定从单层和双层石墨烯的磁导的载流子密度依赖性。这两个时间和它们的载流子密度的依赖关系被发现是非常不同的单层和双层。然而，发现它们的比率$τ_{tr}/τ_{e} $在两个系统中都是$1.5 $的量级，并且与载流子密度无关。这些测量提供了对散射中心的性质（中性或带电）和空间范围的了解。与理论预测的比较得出，我们的石墨烯样品中的主要散射机制可能是由于短程强散射体引起的共振散射，一个可能的候选者是空位。
2010-04-22 cond-mat.mes-hall
Current splitting and valley polarization in elastically deformed graphene
石墨烯的弹性形变可以显著改变电流的流动路径和谷极化。我们研究这些现象在石墨烯纳米带与本地化的面外变形通过紧束缚输运计算。这种变形可以将电流分成两束几乎完全谷极化的电子，并产生谷电压。这些属性被观察到一个相当广泛的实验参数。我们提出了一种谷电子纳米器件，其中电子的高极化伴随着高透射率，使得该器件非常有效。为了更好地理解这些效应，我们还在连续极限下对系统进行了处理，其中电子激发可以用耦合曲率和赝磁场的Dirac方程来描述。半经典轨迹则提供了一个额外的洞察力的平衡作用在电子上，并提供了一个方便的工具，预测的行为电流流动路径。所提出的装置也可以用于石墨烯变形的灵敏测量。
2019-03-11 cond-mat.mes-hall
Strain and rotation fields of dislocations in graphene
在最近的实验中，单层石墨烯中位错的应变场和旋转场已经被绘制出来。这些领域是有限的无处不在，并从不同的线性弹性，不考虑旋转明确和预测无限的旋转和应变的位错点。二维线性弹性的导数正则化修正了这些缺点。该理论将转动能、位错能和残余应变能加入到通常的弹性能中。有两个额外的材料常数决定了位错核心的大小，并从实验数据中确定。这些发现对于研究石墨烯中的位错和分析二维晶体中的初始塑性是有用的。
2012-07-24 cond-mat.mes-hall
Simulation of the Elastic Properties of Reinforced Kevlar-Graphene Composites
研究了具有石墨烯薄外层的Kevlar纱线形式的单向纤维复合材料的压缩强度并建模。这种纤维结构可以通过使用凯夫拉纱线和石墨烯片之间的强化学键来制造。石墨烯和Kevlar的化学官能化可以通过修饰适当的表面结合的官能团（例如，羧酸）基团。在这份报告中，我们研究了弹性响应的单向面内施加的负载沿直径的负载峰值。2D线性弹性模型预测，当石墨烯外层半径为凯夫拉纱线半径的约4%时，发生显著的强化。Kevlar的高分子链通过氢键连接成局部平面结构，横向强度远小于纵向强度。这表明，引入通过强化学键连接到聚合物链的石墨烯外包层可以显著增强Kevlar纤维的横向变形。
2012-08-01 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Colloquium: The transport properties of graphene: An introduction
结合实验结果和理论分析，介绍了石墨烯的输运性质。在理论描述中，使用简单直观的模型来说明石墨烯的输运性质的重要点。手征性的概念，源于无质量狄拉克性质的低能量物理的材料，被证明是有助于理解其传输特性：电导率最小值，电子迁移率，应变的影响，弱（反）本地化，和光学电导率。
2010-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci hep-th
Electronic transport in polycrystalline graphene
大部分可用的宏观量的材料都是多晶的。石墨烯是最近发现的一种二维碳，具有在未来电子产品中取代硅的强大潜力，也不例外。越来越多的证据表明，使用各种技术获得的石墨烯样品具有多晶性质。晶界是多晶材料的固有拓扑缺陷，有望极大地改变石墨烯中的电子输运。在这里，我们发展了一个理论的载流子传输通过晶界组成的周期性阵列的位错在石墨烯的基础上的动量守恒原理。根据晶界结构，我们发现两种不同的传输行为-高透明度，或完美的反射载流子在非常大的能量范围。第一性原理量子输运计算被用来验证和进一步研究这种惊人的行为。我们的研究揭示了大面积石墨烯样品的输运性质。此外，具有可调传输间隙的周期性晶界的有目的的工程设计将允许控制电荷电流，而不需要在其他半金属石墨烯中引入体带隙。所提出的方法可以被视为构建实用石墨烯电子器件的一种手段。
2010-07-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gauge fields in graphene with nonuniform elastic deformations: A quantum field theory approach
研究了应变下石墨烯中电子的低能连续极限理论。我们利用弯曲空间中的量子场论分析了系统变形为有效规范场的效应。我们研究了面内和离面变形，得到了任意非均匀薄片变形引起的有效规范场的封闭表达式。所得结果揭示了局域磁场与黎曼曲率之间的一个迄今被忽视的显著关系。
2015-11-27 cond-mat.mes-hall gr-qc hep-th
Ultrafast Liquid Water Transport Through Graphene-Based Nanochannels Measured by Isotope Labelling
石墨烯基层压材料，具有通过简单地将石墨烯薄片堆叠在一起形成的超长和曲折的纳米胶囊，在过滤和分离方面具有很大的前景。然而，液态水跨膜渗透的信息是缺乏的，这是最基本的问题，并在溶液为基础的质量传输至关重要。在这里，同位素标记的基础上，我们调查的液体水运输通过石墨烯基纳米胶囊在没有外部静水压力。液态水在石墨烯纳米通道中的扩散系数比在亚微米聚合物通道中的扩散系数大4~5个数量级。当将离子溶解在源中时，离子通过石墨烯通道的扩散系数与水处于相同的数量级，而离子扩散比水快，这表明离子主要通过快速水流传输，并且离子与纳米毛细管壁之间的微妙相互作用也在加速离子传输中起作用。
2015-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Two-dimensional Graphene with Structural Defects: Elastic Mean Free Path, Minimum Conductivity and Anderson Transition
采用从头计算的π-π* 紧束缚模型研究了具有结构缺陷（Stone-Wales和双空位）的无序石墨烯的量子输运性质.平均自由程和半经典电导率，然后计算作为缺陷的性质和密度的函数（使用阶N实空间库博-格林伍德方法）。随着缺陷密度的增加，半经典电导率的衰减在载流子密度的较大范围（> 0.5 × 10^{14}cm^{-2}）内饱和到最小值4 e^2/πh。此外，量子干涉的强贡献表明，安德森局域化制度可以在实验上测量的缺陷密度低至1%。
2010-12-22 cond-mat.mes-hall
Low-temperature ballistic transport in nanoscale epitaxial graphene cross junctions
我们报道了在SiC（0001）上外延生长的石墨烯纳米交叉结中的惯性-弹道输运的观测结果。弹道输运由负弯曲电阻R12表示，43 ~ 170 ohm，在4.2 K时在非局部四端结构中测量，当温度升高到80 K以上时，它消失。
2009-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
