Electronic transport through bilayer graphene flakes
我们研究了双层石墨烯片与两个单层纳米带接触时的电子输运性质。这种有限尺寸的双层薄片可以通过重叠两个半无限带或通过将单层薄片沉积到无限纳米颗粒上来构建。这两种结构具有互补的性质，我们用紧束缚方法和连续介质Dirac模型对它们进行了研究和分析。我们已经发现，对于某些能量范围和几何形状，这些系统的电导显着振荡之间的零和电导的最大值，允许机电开关的设计。我们对双层薄片中电子传输的理解可能提供一种测量双层石墨烯中层间跳跃的方法。
2010-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strong nonlinear optical response of graphene flakes measured by four-wave mixing
我们提出了第一个实验研究的非线性光学性质的石墨烯薄片。我们发现，在近红外频率的石墨烯单层表现出非常高的三阶光学非线性，这是几乎独立于入射光的波长。非线性光学响应可用于成像目的，石墨烯的图像对比度比使用线性显微镜获得的图像对比度高几个数量级。
2009-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure of triangular, hexagonal and round graphene flakes near the Fermi level
采用紧束缚方法研究了三角形、六边形和圆形石墨烯量子点（片）在费米能级附近的电子壳层结构。结果表明，在费米能级附近，三角形薄片的壳层结构是自由无质量粒子的壳层结构，而具有扶手椅边缘的三角形显示了额外的能级序列（“鬼态”）。这些能级来自石墨烯能带结构和波动方程的平面波解，并且它们不存在于具有锯齿形边缘的三角形中。所有锯齿形的三角形在费米能级上都表现出突出的边缘态，由于对称性的原因，三角形和六边形薄片中几乎没有低能传导电子态。扶手椅三角形可以用作其他类型的支持重影状态的薄片的构建块。边缘粗糙度对三角形薄片的水平结构只有很小的影响，但在其他类型的薄片中，这种影响大大增强。在圆形薄片中，费米能级附近的态强烈依赖于薄片半径，并且它们总是局限于边缘的锯齿形部分。
2008-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Field emission from single and few-layer graphene flakes
我们报告的观察和表征的场发射电流从个人单层和几层石墨烯薄片放在一个平坦的SiO2/Si基板。测量在配备有纳米探针的扫描电子显微镜室中进行，纳米探针用作电极以实现场发射电流的局部测量。在几百V/μm的电场下，石墨烯片的平面部分的场发射电流可达1 μA。我们发现，排放过程是稳定的，在一段时间内的几个小时，它是很好地描述了由福勒Nordheim模型的电流超过5个数量级。
2011-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large and Flat Graphene Flakes Produced by Epoxy Bonding and Reverse Exfoliation of Highly Oriented Pyrolitic Graphite
我们提出了一种制造方法，该方法基于高度取向的热解石墨（HOPG）的厚样品的衬底结合，生产具有几层到单层的大而平的石墨烯薄片，然后将其受控剥离到几个到单个石墨烯原子层。由于石墨底层在剥离过程中紧密结合到基底上，因此获得的石墨烯薄片非常大且平坦，并且存在非常少的折叠和褶皱。横向尺寸为数十微米宽的单层石墨烯片的高出现率通过互补探针进行评估，所述互补探针包括空间分辨显微拉曼光谱、原子力显微镜和静电力显微镜。这种多用途的方法开辟了在任何基底上沉积石墨烯的方法，包括柔性基底。
2008-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Heat conduction in graphene flakes with inhomogeneous mass interface
利用非平衡分子动力学模拟，研究了由两个区域组成的石墨烯薄片中的热传导。一个区域是质量加载的，另一个是完整的。结果表明，两个区域之间的物质界面大大降低了导热系数，但不会产生热整流效应。研究了导热系数随热流密度和质量差比的变化关系，验证了结果的通用性。研究了孤子的界面散射，解释了没有整流效应的原因。
2011-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Ni-assisted transformation of graphene flakes to fullerenes
采用分子动力学模拟研究了镍团簇辅助下石墨烯片向富勒烯的转化。建立了Ni-C体系的键级势。潜在的再现纯镍的物理性质，以及在Ni表面和Ni块体上的碳物种的相对能量的实验和第一原理数据。该势被应用于由50 - 400个原子组成的石墨烯薄片的转变的分子动力学模拟，其中附接有和没有Ni簇。观察到在由5 - 80个原子组成的Ni团簇存在下形成游离富勒烯、具有从外部附着的Ni团簇的富勒烯和包封Ni团簇的富勒烯（Ni内富勒烯）。此外，一种新型的杂富勒烯与补丁的Ni簇被发现形成的过渡结构在转变过程中。显示Ni簇将石墨烯-富勒烯转化的活化能从4.0eV降低到1.5 - 1.9eV，提供了可以实验观察到这种转化的最低温度从游离石墨烯薄片的约1400 K降低到约700 - 800 K。虽然发现游离石墨烯薄片的转化是通过在薄片边缘形成双配位碳原子链而发生的，但Ni辅助的石墨烯-富勒烯转化的机制被揭示为基于碳原子从石墨烯薄片转移到Ni簇并返回。提出了控制合成内包过渡金属簇和杂包过渡金属簇的方法。
2012-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomically thin mica flakes and their application as ultrathin insulating substrates for graphene
我们表明，它是可能的沉积，通过机械剥离SiO2/Si晶片，原子级薄的云母片下降到一个单一的单层厚度。这些云母片在SiO2/Si衬底上的光学对比度取决于它们的厚度、照明波长和SiO2衬底厚度，可以通过基于菲涅耳定律的模型来定量地解释。原子级薄的绝缘晶体片的制备将使得能够制造无缺陷的绝缘衬底、电介质势垒或平面电子隧穿结。此外，我们表明，几层石墨烯片可以沉积在上面的先前转移的云母片。我们的转移方法依赖于粘弹性邮票，因为那些用于软光刻。拉曼光谱研究表明，这种全干沉积技术产生更清洁和更高质量的薄片比传统的湿转移程序的基础上光刻抗蚀剂。
2011-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal conductivity of mass-graded graphene flakes
本文采用非平衡分子动力学模拟研究了质量梯度石墨烯片的热传导。研究发现，质量梯度石墨烯片在热传导过程中没有表现出热整流效应。研究了导热系数与热流密度和质量梯度的关系，证实了结果的普遍性，并讨论了导致热整流效应消失的机理。
2011-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.class-ph
Edge states in proximitized graphene ribbons and flakes in a perpendicular magnetic field: emergence of lone pseudohelical pairs and pure spin-current states
我们研究了在垂直磁场$B$作用下，邻近感应valley-Zeeman和Rashba自旋轨道耦合石墨烯带和片中边缘态的形成.在零场费米能级的自旋-轨道能隙中出现两种边缘态：强定域赝螺旋（谷间）态和弱定域谷内态。我们表明，如果磁场是强于交叉场$B_c$，这是几个mT的现实系统，如石墨烯/WSe $_2$，只有伪螺旋边缘状态仍然在锯齿形石墨烯带;谷内状态消失。交叉直接关系到关闭和重新开放的非零朗道能级之间形成的散装差距。值得注意的是，在有限薄片中，如果是$B > B_c$，则假螺旋状态在扶手椅边缘处经历完美反射，在锯齿形边缘处形成驻波。这些驻波包括两个反向传播的伪螺旋状态，因此虽然它们不携带电荷电流，但它们携带（纯）自旋电流。
2021-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Solid lubrication by wet-transferred solution-processed graphene flakes: dissipation mechanisms and superlubricity in mesoscale contacts
本研究利用胶体探针原子力显微镜探讨溶液处理石墨烯片在介观接触中的摩擦性能，发现湿转移形成非均匀涂层导致黏滑耗散，并基于热激活Prandtl-Tomlinson模型全面解释了不同材料基底和滑动状态下的摩擦实验。
2023-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant magnetoresistance in single layer graphene flakes with a gate voltage tunable weak antilocalization
在1.9 K下，在具有面外场的单层石墨烯中观察到清晰的栅极电压可调的弱反局域化和400%的巨磁阻。即使在室温下也获得了275%的大磁阻值，这意味着石墨烯在磁传感器中的潜在应用。弱反局域化和巨磁电阻效应在远离电荷中性点的地方仍然存在，这两种效应都是由带电杂质引起的。有趣的是，在同一样品中还观察到了Shubnikov-de Haas振荡和量子霍尔效应的特征。
2013-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Molecular dynamics simulation of the self-retracting motion of a graphene flake
利用分子动力学模拟研究了石墨烯片在石墨烯片堆叠上的自缩回运动。它示出的情况下，当扩展的薄片最初旋转到一个不相称的状态，有没有障碍的薄片和薄片尽可能快地回缩的自缩回运动。如果延伸的薄片最初与其他薄片相当，则自缩回运动受到势能势垒的阻碍。然而，在这种情况下，经常观察到薄片旋转到无公度状态。发现这种旋转是由作用在薄片上的扭矩引起的，该扭矩作用在薄片之间的相互作用能的潜在释放的山丘上。与碳纳米管相反，石墨烯薄片的伸缩振荡由于与薄片的弯曲振动的激发相关的高动态摩擦而被抑制。这使得石墨烯有希望用于快速响应的机电存储单元。
2011-12-19 cond-mat.mes-hall
Photon-assisted transport in bilayer graphene flakes
基于石墨烯的双层薄片系统的电子电导揭示了不同的量子干涉效应，例如由于通过器件的竞争电子路径而产生的法布里-珀罗共振和尖锐的法诺反共振。当相同的纳米结构沉积在铁磁绝缘体上时，可以利用这些性质来获得自旋极化电流。在这里，我们研究如何自旋依赖电导的影响时，随时间变化的栅极电位施加到双层薄片。以下田戈登形式主义，我们探讨如何通过适当的选择的$ac$场门参数调制这样的系统的输运性质。振荡场的存在打开了为一个大的场参数集调谐原始反共振的可能性。我们表明，干扰图案可以部分或全部删除的时间依赖性的栅极电压。结果反映在相应的加权自旋极化，可以达到最大值为一个给定的自旋分量。我们发现，微分电导图作为偏置和栅极电位的函数显示不同的$ac$场参数配置的干扰模式。所提出的双层石墨烯薄片系统可以用作THz范围内的频率检测器。
2016-12-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Investigation of Edge States in Artificial Graphene Nano-Flakes
石墨烯纳米片（GNF）被预测为宿主自旋极化金属边缘状态，这是设想在纳米尺度上的自旋电子学的探索。到目前为止，由于纳米尺度上精确切割或合成方法的限制，GNF的实验实现仅处于起步阶段。在这里，我们使用低温扫描隧道显微镜（STM）操纵晕苯分子在Cu（111）表面构建人工三角形和六边形GNF与锯齿形或扶手椅型的边缘。我们观察到金属边缘态只存在于锯齿形边缘的GNF中，并且最多局限于一种类型的子晶格之外。实验结果与紧束缚理论计算结果吻合较好。据我们所知，我们的工作提出了第一个系统的实验确认的预测的电子性质的GNF。
2020-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-Polarized Electrons in Bilayer Graphene Flakes
我们发现，双层石墨烯薄片沉积在铁磁绝缘体上可以作为自旋过滤装置。铁磁材料在石墨烯薄片中诱导交换分裂，并且由于在石墨烯薄片的传输中发生的Fano反共振作为薄片长度和能量的函数，可以获得净自旋电流。当一个自旋通道的反共振与相反自旋的最大透射重合时，就会发生这种情况。我们提出这些结构作为一种手段，以获得自旋极化电流和自旋过滤器在石墨烯为基础的系统。
2013-01-21 cond-mat.mes-hall
Robust Superlubricity in Graphene/h-BN Heterojunctions
采用配准指数法研究了石墨烯/h-BN非均相界面的滑移能谱。对于在h-BN的顶部上滑动的石墨烯薄片，发现滑动能量的各向异性相对于两个自然失配的晶格之间的失配角随着薄片尺寸减小。对于足够大的薄片，滑动能ε预计至少比匹配晶格获得的低一个数量级，而不管相对层间取向如何，从而导致稳定的低摩擦状态。这与均匀石墨烯界面的情况相反，其中已知薄片重新取向消除了超润滑性。我们的研究结果标志着异质分层界面干润滑的目的有前途的候选人。
2012-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-Yield Production and Transfer of Graphene Flakes Obtained by Anodic Bonding
我们报告了通过阳极键合在玻璃上大产量地生产石墨烯薄片。在最佳条件下，我们计数了几十个横向尺寸在20-30 μm左右的薄片和几十个较大尺寸的薄片。60-70%的薄片具有可忽略的D峰。我们表明，这是可能的，很容易转移的薄片楔技术。硅上的转移不会损坏石墨烯并降低掺杂。转移到硅上的薄片的电荷迁移率约为6000 cm ^2/V·s（载流子浓度为10^12 cm^-2），这对于在该衬底上用剥离的石墨烯制备的器件是典型的。
2011-09-15 cond-mat.mes-hall
Orbital magnetism of graphene flakes
利用紧束缚近似方法研究了不同形状和边缘构型的石墨烯薄片的轨道磁性。在热能比能级间距小得多的低温区域中，磁化率根据能级结构作为费米能的函数在抗磁性和顺磁性之间快速变化。在电中性点处，扶手椅形薄片的磁化率一般大于锯齿形薄片，六边形薄片的磁化率一般大于三角形薄片。随着温度的升高，由于量子限制的离散结构全部消失，并且磁化率接近与原子构型无关的体极限。在零温度下，抗磁电流完全在石墨烯薄片上循环，而在升高的温度下，其位于边缘附近，特征深度与1/T成比例。我们预测，石墨烯的抗磁性可以观察到使用的磁场的可行范围内的石墨烯薄片的排列。
2013-01-23 cond-mat.mes-hall
Fast diffusion of graphene flake on graphene layer
分析了石墨烯片在石墨烯层上的扩散，提出了一种新的扩散机制。通过分子动力学模拟和基于从头算和半经验计算的解析估计，证明了在温度T ~ Tcom范围内扩散机制是主导的，其中Tcom对应于在相称状态中的相邻能量最小值之间的薄片转变的势垒。例如，对于由~ 40、200和700个原子组成的薄片，在50 - 150 K、200 - 600 K和800 - 2400 K温度范围内，通过薄片旋转的扩散机制对无公度态的贡献分别比在公度态下的扩散机制的贡献高1 - 2个数量级。实验测量的石墨烯层的相对运动的基础上的扩散的石墨烯薄片的研究的障碍的可能性被认为是。所获得的结果也是相关的多环芳香族分子在石墨烯上的动态行为的理解，应该是定性有效的一组相称的吸附剂吸附剂系统。
2011-02-20 cond-mat.mes-hall
Subjecting a graphene monolayer to tension and compression
石墨烯片在拉伸和压缩下的机械行为使用的微束排列检查。采用了两组不同的样品，涉及仅支撑在塑料棒上但也嵌入塑料基材内的薄片。通过监测的位移的二维拉曼线与应变，应力传递效率作为应力符号和单层支撑的函数的信息。在张力下，嵌入的薄片似乎承受高达1.3%的应变，而在压缩下，在约0.7%的应变下存在薄片屈曲的指示。保持这样高的临界屈曲应变证实了嵌入单层的相对高的抗弯刚度。
2009-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Edge-dependent selection rules in magic triangular graphene flakes
采用密度泛函和紧束缚方法研究了三角形石墨烯量子点的电子壳层和超壳层结构。密度泛函计算结果表明，仅考虑垂直于石墨烯层的pz轨道的紧束缚模型能正确描述费米能级附近的电子结构.结果表明：（i）在p_z带的底部和顶部都有类似于三角形腔中的自由电子的超壳层结构，（ii）在费米能级附近，壳层结构是自由无质量粒子的壳层结构，（iii）扶手椅边的三角形显示了额外的层次序列（“鬼状态”）不存在的三角形锯齿形边缘，而后者表现出边缘状态，和（iv）观察到的壳结构是相当不敏感的边缘粗糙度。
2008-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal Conductivity of Graphene Laminate: Making Plastic Thermally Conductive
我们研究了沉积在聚对苯二甲酸乙二醇酯衬底上的石墨烯层压膜的热导率。研究了两种类型的石墨烯层压材料-沉积和压缩-以确定影响热传导最多的物理参数。使用光热拉曼技术和一组石墨烯层压体厚度为9至44微米的悬浮样品进行测量。发现石墨烯层压体的热导率在室温下在40 W/mK至90 W/mK的范围内。出乎意料地发现，石墨烯薄片的平均尺寸和排列是比石墨烯层压体的质量密度更重要的限定热传导的参数。在未压缩和压缩的层压板中，热导率随平均石墨烯片尺寸线性增加。由于更好的薄片对齐，对于相同的平均薄片尺寸，压缩的层压板具有更高的导热率。通过用薄石墨烯层压膜涂覆塑料材料，塑料材料的热导率提高高达600倍的可能性具有重要的实际意义。
2014-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Diffusion and drift of graphene flake on graphite surface
分析了石墨烯片在石墨表面的扩散和漂移。使用从头算和经验计算计算石墨烯薄片的势能释放。基于对这种浮雕的分析，考虑了石墨烯片在石墨表面上的扩散和漂移的不同机制。提出了一种新的扩散漂移机制。根据所提出的机制，薄片从公度态到非公度态的转动转变伴随着随后的同时转动和平移运动，直到再次达到公度态，依此类推，在较宽的温度和薄片尺寸范围内，导出了对应于不同机制的薄片扩散系数和迁移率的解析表达式.基于从头算和经验计算的分子动力学模拟和估计表明，在一定条件下，该机制可能是主导的。基于势能释放计算和分子动力学模拟，研究了结构缺陷对片状扩散的影响。讨论了纳米机电系统中控制石墨烯组分扩散和漂移的方法。实验确定的石墨烯层的相对运动的基础上的扩散的研究的石墨烯薄片的障碍的可能性被认为是。所获得的结果也可以应用于石墨烯上的多环芳香族分子，并且对于一组相称的吸附剂-吸附剂系统应该是定性有效的。
2011-03-28 cond-mat.mes-hall
Atomistic simulations of the sliding friction of graphene flakes
使用紧束缚原子模拟，我们模拟了最近的原子力显微镜实验探测石墨烯片对石墨表面的滑动。与以前的理论模型相比，其中薄片被假定为几何上完美和刚性的，而基板是由静态周期电位表示，我们的全原子模型包括量子力学与化学键断裂和键形成，以及薄片的灵活性。这些现实的功能，特别是包括在确定的静摩擦，定性与实验观察的薄片旋转的关键作用。
2009-04-22 cond-mat.mes-hall
Pseudo-magnetic field distribution and pseudo-Landau levels in suspended graphene flakes
结合紧束缚近似和线性弹性理论的平面膜，我们研究拉伸的石墨烯薄片假设两个相对的边缘的样品被夹持的接触。我们表明，取决于薄片的纵横比和它的取向，间隙状态可能会形成在膜中的接触附近。预接触区域中的该间隙对于薄片的扶手椅取向和大约1的宽长比应该是最大的。
2012-07-07 cond-mat.mes-hall
Nanomechanical properties of few-layer graphene membranes
我们已经测量了几层石墨烯和悬浮在圆孔上的石墨薄片的机械性能。用原子力显微镜测量了薄片的弹性常数的空间分布。通过对数据拟合连续模型来提取膜的弯曲刚度和张力。对于低至八个石墨烯层的薄片，两个参数都显示出强烈的厚度依赖性。我们预测这些纳米鼓的基本共振频率在GHz范围内的基础上测得的弯曲刚度和张力。
2008-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transition between electron localisation and antilocalisation in graphene
低维结构中电子的波动性质在传统的电学测量中表现为对经典电导的量子修正。这种校正来自散射电子的干扰，这导致电子局部化，从而降低电导。在石墨烯中，其中载流子是手性的并且具有π的附加（Berry）相，量子干涉预期导致反定域化：电导的增加伴随着负磁导（磁场中电导的减小）。在这里，我们观察到这样的负磁导，这是一个直接后果的手性的电子在石墨烯。我们表明，石墨烯是一种独特的二维材料，根据实验条件，它可以表现出本地化和反本地化的影响。我们还表明，石墨烯中的量子干涉可以在异常高的温度下生存，高达T~200 K。
2009-03-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Superlubric to stick-slip sliding of incommensurate graphene flakes on graphite
我们计算了完全移动的石墨烯片在石墨上滑动的摩擦力。对于inadherately堆叠的薄片，我们发现一个突然的和可逆的增加摩擦负荷，与实验观察。从光滑滑动到粘滑的转变以及相应的摩擦增加既不是由于旋转到相称接触也不是由于位错，而是由于边缘原子的垂直扭曲引起的钉扎，当它们被氢饱和时。这种行为应适用于所有具有强面内粘结的层状材料。
2015-03-13 cond-mat.mes-hall
Electrical transport and low-temperature scanning tunneling microscopy of microsoldered graphene
使用最近开发的微焊接技术，我们对PMMA对石墨烯薄片的影响进行了系统的输运研究，揭示了高达3.8x10^12 1/cm ^2的掺杂效应，但对迁移率和栅极电压引起的滞后的影响可以忽略不计。此外，我们表明，微焊接的石墨烯是无污染的，并表现出非常相似的内在波纹已被发现为光刻接触的薄片。最后，我们证明了电流诱导的关闭先前发现的声子间隙出现在扫描隧道光谱实验中，强烈的非线性特征，在较高的偏压可能造成的振动的薄片和B-场诱导的双峰归因于0.Landau水平的石墨烯。
2009-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
AFM local oxidation nanolithography of graphene
利用原子力显微镜研究了石墨烯薄膜的局部氧化纳米图案化。该技术提供了一种在石墨烯薄片中形成绝缘沟槽并以亚纳米精度制造纳米器件的方法。我们展示了一个25纳米宽的纳米和亚微米尺寸的石墨烯片纳米环的制造。我们还发现，我们可以根据光刻条件在石墨烯表面上写入沟槽或凸起。我们将这些凸起归因于表面的部分氧化和氧进入石墨烯晶格。
2008-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interlayer Coupling and Strain Localization in Small-Twist-Angle Graphene Flakes
扭曲双层石墨烯（TBG）具有广泛的物理性质，如超导性、铁磁性和超润滑性。根据扭曲角，周期性莫尔超晶格在扭曲的双层石墨烯中形成，具有不均匀的层间耦合和晶格变形。对于小的扭转角（通常<2°），每个莫尔超晶胞包含大量的原子（> 10，000），这使得第一原理和原子建模的计算成本很高。在这项工作中，基于连续介质模型的有限元方法被用来模拟非均匀层间和层内扭曲的石墨烯片在刚性石墨烯衬底的变形。石墨烯层之间的范德华相互作用由周期性势能函数描述，而石墨烯薄片被视为具有有效弹性性质的连续膜。我们的模拟结果表明，结构弛豫和诱导的应变本地化是最显着的在一个相对较大的石墨烯片在小的扭转角，其中的应变分布是高度本地化的剪切应变孤子沿相邻域之间的边界相称的AB堆叠。此外，还发现在特定的扭转角下，存在许多亚稳态平衡构型，这取决于薄片的尺寸。因此，扭曲双层石墨烯的非线性力学对于理解莫尔超晶格中的应变分布以及应变对其他物理性质的影响至关重要。
2022-06-06 cond-mat.mes-hall
Edge states versus diffusion in disordered graphene flakes
通过数值计算反参与比（$IPR$）及其标度，得到了石墨烯片的分形维数$D_{2}$，研究了短程无序石墨烯片中波函数的局域化性质.我们表明，存在于狄拉克点的弹道石墨烯（无障碍）与锯齿形边缘生存的边缘状态中存在的弱障碍与波函数本地化的边界处的薄片。我们认为，有一个强大的相互作用之间的基础相消干涉机制的蜂窝晶格的石墨烯导致边缘状态和扩散干扰机制引入的短程无序。这种相互作用导致高度异常的行为，随着无序的增加，波函数逐渐变得不那么局部化，由平均$\langle IPR\rangle$的减少和$D_{2}$的增加指示。我们验证，这种异常行为是不存在的扶手椅边缘不提供边缘状态的石墨烯薄片。
2014-02-20 cond-mat.mes-hall
Intercalation of Few-Layer Graphite Flakes with FeCl3: Raman Determination of Fermi Level, Layer Decoupling and Stability
我们使用无水氯化铁（FeCl 3）来插层由2至4个石墨烯层组成的石墨薄片并掺杂石墨烯单层。通过拉曼散射表征了所得层间化合物的插层剂、分级、稳定性和掺杂。FeCl 3重掺杂的单层石墨烯的G峰上移至~ 1627 cm-1。2-4层IC具有类似的上移，并且对于2D带具有洛伦兹线形，这表明每个层表现为解耦的重掺杂单层。通过在不同的激发能下进行拉曼测量，我们发现，对于给定的掺杂水平，在低于掺杂水平的激光能量下，通过泡利阻挡可以抑制2D峰。因此，多波长拉曼光谱允许直接评估费米能级，这与在高于掺杂水平的激发能下通过拉曼测量得到的费米能级互补。我们估计费米能级移动~0.9eV。这些IC是重掺杂石墨烯物理和化学性质的理想测试平台。
2010-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport spectroscopy of disordered graphene quantum dots etched into a single graphene flake
我们对用Ar/O2等离子体蚀刻成单个石墨烯片的尺寸为45、60和80 nm的量子点进行了输运测量，从而可以进行尺寸比较，避免不同石墨烯片的影响。的运输间隙和附加能量随着点的尺寸减小而增加，正如预期的那样，并显示出很强的相关性，这表明两者的相同的物理起源，即在存在小的限制间隙的情况下的无序诱导的本地化。栅极电容测量表明，点电荷位于窄器件区域的预期。一个占主导地位的作用的障碍进一步证实了栅极的依赖性和磁场的行为，只允许近似识别的电子-空穴交叉和自旋填充序列。最后，我们在误差条内提取与g=2一致的g因子。
2013-07-30 cond-mat.mes-hall
Regulating spin dynamics of graphene flakes
分析了调节所谓的磁性石墨烯的自旋动力学的方法。磁矩可以通过缺陷（例如吸附原子和空位）并入石墨烯薄片和石墨烯带中。局部自旋也可以在氢化的锯齿形边缘处附着到石墨烯。自旋翻转可以通过横向脉冲和将样本连接到共振电线圈来产生。共振器反馈场的作用强烈地加速了自旋反转。快速自旋反转的可能性对于自旋电子学和量子信息处理是重要的，从而允许自旋寄存器的有效功能。
2020-07-20 cond-mat.mes-hall
The role of impurities on the optical properties of rectangular graphene flakes
我们研究矩形石墨烯片使用平均场状态的基础上的配置相互作用计算，这使我们能够分析低洼的电子激发态，包括电子关联超过平均场水平。我们发现，最低的能量跃迁沿薄片的长轴极化，但在这些过渡所涉及的电荷分布总是本地化的锯齿形边缘。我们还研究了短程和长程杂质势对这些系统的光学性质的影响。我们预测，即使是一个薄弱的杂质本地化的锯齿形边缘的薄片可以有一个显着的-往往是戏剧性的-影响其光学性质。这是在相反的杂质定位在扶手椅边缘或中心区域的薄片，我们预测几乎没有变化的薄片的光学性质，即使具有较强的杂质的潜力。
2017-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Localisation of hexagonal boron nitride colour centres using patterned dielectric layers on graphene
本文提出利用原子层沉积在石墨烯上生长图案化Al2O3介电柱来定位hBN色心发射，抑制电荷转移猝灭，并支持垂直电场器件架构，为可扩展量子器件应用奠定基础。
2025-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The catalytic potential of high-k dielectrics for graphene formation
通过透射电子显微镜显示了在低温下在MgO和ZrO 2上的单层和多层石墨烯纳米片的生长。石墨烯纳米片普遍锚定在MgO（100）表面上的台阶边缘处。密度泛函理论研究表明，MgO（100）在台阶边缘有C2H2分解和碳吸附。因此，实验和理论数据都突出了MgO上石墨烯生长的台阶位置的重要性。
2011-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Automated Tabletop Exfoliation and Identification of Monolayer Graphene Flakes
本文研制低成本桌面自动化设备eXfoliator，结合自动测绘与计算机视觉识别，稳定产出大面积高质量单层石墨烯薄片，降低手工剥离门槛并为参数优化奠定基础。
2024-12-30 cond-mat.mes-hall
Electronic structure of graphene hexagonal flake subjected to triaxial stress
利用分子动力学模拟和紧束缚计算研究了具有扶手椅形和锯齿形边缘的三轴应变六方石墨烯片的电子性质。我们发现：i）应变石墨烯薄片中的伪磁场在锯齿形终止的薄片的中心和边缘都不均匀，ii）伪磁场在扶手椅形终止的薄片的中心几乎为零，但在边缘附近急剧增加，iii）对于低于15 $%$的应变，伪磁场随应变线性增加，同时非线性地增长超过该阈值，（iv）Z字形六边形中心的局域态密度表现出伪朗道能级，在第0个伪朗道能级中具有破缺的亚晶格对称性，此外，由于应变诱导的标量势，狄拉克锥中存在位移。这项研究提供了一个现实的非均匀应变石墨烯的电子性质的模型，其中原子位置的弛豫被正确地包括在一起的应变引起的修改的跳跃项到下一个最近的邻居。
2014-04-19 cond-mat.mes-hall
Spintronics with magnetic nanomolecules and graphene flakes
我们展示了如何有效地调节纳米物体的磁化。考虑了几种类型的纳米系统：磁性纳米分子，磁性纳米团簇，极化纳米分子和磁性石墨烯。这些纳米物体和由它们组成的结构具有许多共同的特性，主要区别在于粒子相互作用的类型。控制自旋动力学的可能性对于自旋电子学来说很重要。
2016-02-22 cond-mat.mes-hall
First-principles study of graphene edge properties and flake shapes
利用密度泛函理论，通过计算石墨烯纳米带的边缘能和边缘应力与边缘取向的关系，确定了石墨烯片的平衡形状。边缘能量是边缘取向角的近似线性函数，从扶手椅取向到锯齿取向逐渐增加。锯齿形边缘的重建将其能量降低到小于扶手椅边缘的能量。所有边缘取向的边缘应力都是压缩的，然而，锯齿形边缘的重建将该边缘应力减小到接近零。氢吸附有利于所有边缘取向;显著降低所有边缘能量和所有边缘应力。它还消除了锯齿形边缘的重建。使用新的边缘能量数据，我们确定了石墨烯片（具有未重构边缘）的平衡形状为六边形，在存在和不存在氢的情况下具有直扶手椅边缘。然而，锯齿形边缘重构产生具有六重对称性但具有圆形边缘的石墨烯薄片。这种形状主要是由近锯齿形边缘。在不存在氢的情况下，对于所有边缘取向，压缩边缘应力将导致边缘屈曲（石墨烯片的平面外）。将石墨烯薄片暴露于氢气显著降低了屈曲幅度。
2011-08-05 cond-mat.mes-hall
Visibility of graphene flakes on a dielectric substrate
我们模型的光学可见性的单层和双层石墨烯沉积在硅/氧化硅衬底上或热退火的碳化硅表面上。我们考虑反射和透射设置，并发现可见性是最强的反射达到最佳条件时，裸基板透射光共振。在光学频率范围内，双层的可见度大约是单层的两倍，从而使两种类型的石墨烯彼此可区分。
2008-02-25 cond-mat.mes-hall
Protected pseudohelical edge states in proximity graphene ribbons and flakes
我们研究的拓扑性质的模型，描述石墨烯在现实的基板上诱导邻近自旋轨道耦合在石墨烯。一个$\mathbb{Z}_2$相图计算的参数空间（通常不同）的内在的自旋轨道耦合的两个石墨烯亚晶格，在Rashba耦合的存在下。最吸引人的情况是，交错的内在自旋轨道耦合，尽管是拓扑平凡的，$\mathbb{Z}_2 = 0$，没有表现出边缘状态的保护，防止时间反转散射的锯齿形带一样宽的微米。我们称这些状态为伪螺旋，因为它们的螺旋度锁定在子晶格上。赝螺旋模的自旋特征和鲁棒性在有限薄片上表现得最好，这表明边缘态具有零$g$因子，在薄片的横截面中携带有限的自旋电流，并且在扶手椅边缘处表现出自旋翻转无反射隧穿。
2017-07-07 cond-mat.mes-hall
Brownian Motion of Graphene
研究了光阱石墨烯片的布朗运动。由于光学常数的各向异性，这些取向正交于光偏振。我们解释了薄片的动力学，测量力和扭矩常数，并推导出完整的光阱电磁理论。二维BM的理解铺平了道路，光控操纵和全光学生物膜和各向异性大分子的分选。
2010-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Levitated Spinning Graphene
描述了一种用于在四极离子阱中悬浮微米级少层石墨烯薄片的方法。从含有石墨烯的液体悬浮液开始，使用电喷雾电离技术将带电薄片注入阱中，并进行光学探测。在微气压下，来自圆偏振光的扭矩导致悬浮颗粒以>1 MHz的频率旋转，这可以从当施加与旋转速率共振的电场时从旋转薄片散射的光的调制来推断。这些技术的可能应用将被提出，无论是石墨烯的机械和电子性能的基本测量和石墨烯晶体生长，改性和操纵的新方法。
2010-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Long-range rhombohedral-stacked graphene through shear
在扭曲双层石墨烯的平带中发现了超导性和相关电子态，引起了很多兴奋。平带也出现在多层石墨烯薄片中，其在许多连续层上呈现菱面体（ABC）堆叠顺序。虽然Bernal堆叠（AB）石墨烯更稳定，但在天然样品中令人惊讶地观察到涉及多达50层的长程ABC有序薄片。在这里，我们提出了一个微观原子模型，第一性原理密度泛函理论计算的基础上，演示了如何剪切应力可以产生长程ABC秩序。应力角相图显示了在何种条件下可以获得ABC堆叠石墨烯，为其合成提供了实验指导。
2020-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interlayer repulsion and decoupling effects in stacked turbostratic graphene flakes
我们利用量子化学方法研究了石墨烯片层的电子性质。我们发现，双层系统的行为是由层之间产生的排斥相互作用的强度，作为其$π$轨道的正交性的结果。在AA堆叠层中实验观察到的去耦效应是排斥作用主导轨道相互作用的结果，并且观察到的2 $^{\circ}-5^{\circ}$的层错取向是系统试图抑制该排斥作用并稳定自身。对于取向错误的石墨烯，在莫尔图案中的重叠晶格的区域中，层之间的排斥引起以凸起形式的晶格畸变，或者在刚性系统中局部层间解耦。
2011-05-24 cond-mat.mes-hall
Dielectrophoretic Assembly of High-Density Arrays of Individual Graphene Devices for Rapid Screening
我们建立了使用介电泳的个别薄片和纳米带的少层石墨烯到电子器件的定向平行组装。这是一种自下而上的方法，其中预制源极和漏极，并且使用施加在电极之间的交变电场从溶液中沉积薄片。这些器件的特征在于扫描电子显微镜，原子力显微镜，拉曼光谱和电子输运测量。它们被证明是电活性的，其载流能力和随后的故障机制被揭示。类似于碳纳米管，我们表明，介电电泳沉积是自我限制的一个薄片每个设备，并可扩展到超大规模的集成密度，从而使大量的设备的快速筛选。
2009-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic states in a graphene flake strained by a Gaussian bump
石墨烯中应变的影响通常由伪磁矢量势来模拟，然而，伪磁矢量势是在小应变的极限下导出的。在实际情况下，考虑到石墨烯的非常高的应变容限（其可以高达25%），预期偏差。在这里，我们调查的伪磁场产生的高斯凸点，我们表明，它表现出显着的差异与数值紧束缚的结果。此外，我们还计算了具有扶手椅形边缘的六边形薄片的应变区的电子态。我们发现高斯凸块内部波函数的六重对称性与石墨烯基本方向上的应变效应直接相关：锯齿形和扶手椅形。低能电子被强烈地限制在扶手椅方向上，并且局限于单个子晶格的碳原子上。
2013-07-19 cond-mat.mes-hall
Transport through graphene-like flakes with intrinsic spin orbit interactions
它最近被证明[J。Lado等人，物理修订信函113，027203（2014）]，石墨烯类纳米带中的边缘磁矩受到固有自旋-轨道相互作用的强烈影响。由于这种相互作用，各向异性发生，这使得磁矩的平面内布置在能量上比对应于平面外配置的布置更有利。在本文中，我们提出的边缘磁性问题，以及微分电导和散粒噪声Fano因子的问题，在有限尺寸的薄片内的库仑阻塞（CB）运输制度。我们的研究结果阐明了以下问题：（i）修改的CB金刚石的外观面内磁矩，（ii）修改的CB金刚石的内在自旋轨道相互作用。
2015-07-27 cond-mat.mes-hall
Magneto-strain-driven quantum engine on a graphene flake
我们提出了一种新的概念设计的石墨烯为基础的量子引擎，由机械应变和外部磁场的叠加驱动。纳米级石墨烯薄片中的应变工程产生具有相关联的均匀伪磁场的规范场。应变诱导的赝磁场可以与真实的磁场结合，导致在单粒子图像中出现离散的相对论朗道能级。能级间的距离，因此，他们的统计人口可以调制通过准静态调谐的磁场沿着一系列可逆的转变，构成了一个量子力学模拟的经典奥托循环。
2015-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
