The impact of nitrogen doping on the linear and nonlinear terahertz response of graphene
众所周知，杂质在石墨烯在光学和太赫兹频率下的线性和非线性响应中起着核心作用。在这项工作中，我们使用密度泛函紧束缚方法计算氮掺杂单层石墨烯的能带和带内偶极连接元。利用这些结果，我们计算了掺杂石墨烯的线性和非线性响应的太赫兹脉冲使用密度矩阵的方法在长度计。我们提出的线性和非线性迁移率以及三次谐波产生的石墨烯吸附和替代氮掺杂的各种掺杂密度的结果。我们发现，在石墨烯结构与取代氮掺杂比那些吸附氮的导带更抛物线。结果表明，取代掺杂对石墨烯的太赫兹迁移率和非线性响应的影响要大于吸附氮的影响。
2021-06-11 cond-mat.mes-hall
Nonlinear electromagnetic response of graphene: Frequency multiplication and the self-consistent-field effects
石墨烯是最近发现的具有独特物理性质的碳基材料。这是一个单层石墨，其中的二维电子和空穴由有效质量为零的有效狄拉克方程描述。因此，石墨烯的电磁响应被预测为强非线性的。考虑自洽场效应，我们发展了石墨烯非线性电磁响应的准经典动力学理论。被认为是系统的谐波和脉冲激励的响应。在实际的实验条件下，研究了由于电磁响应的非线性引起的倍频效应。分析了上转换效率与外加电场和样品参数的关系。讨论了石墨烯在太赫兹电子学中的可能应用。
2008-02-29 cond-mat.mes-hall
Electromagnetic response and pseudo-zero-mode Landau levels of bilayer graphene in a magnetic field
研究了双层石墨烯在磁场中的电磁响应，并与单层石墨烯的电磁响应进行了比较。这两种类型的石墨烯在介电和屏蔽特性方面在质量上非常相似，特别是那些来自真空波动的特性，但双层的影响通常要大得多。零（能量）模式朗道能级的存在是石墨烯特有的特征。在双层膜中，与单层膜不同，零模能级的影响变得可见，甚至在密度响应中占主导地位，因为外部可控的带隙发展。指出双层石墨烯的准零模能级分裂是由面内电场或注入电流控制的。此外，还建立了双层石墨烯的低能有效规范理论。
2008-04-23 cond-mat.mes-hall
Quantum Size Effects in the Terahertz Nonlinear Response of Metallic Armchair Graphene Nanoribbons
利用含时微扰理论研究了量子尺寸对有限长金属石墨烯扶手椅型纳米带在外加电场作用下的太赫兹非线性响应的影响。我们的工作表明，量子化由于有限的长度的纳米，所施加的场分布，和扩大的石墨烯光谱都发挥了重要的作用，在所产生的非线性电导。在某些情况下，这些效应可以显着增强非线性超过无限长的金属扶手椅石墨烯纳米粒子。
2016-05-05 cond-mat.mes-hall
Linear response correlation functions in strained graphene
在推导出具有和不具有单轴应变的石墨烯中的线性响应关联函数之间的一般对应关系之后，我们研究了所选电子性质（例如等离子体色散关系、光学电导率以及磁和电双折射率）对应变模量和方向的依赖性。具体来说，我们发现，最近预测的横向等离子体激元模式的色散表现出各向异性偏离线性，从而有利于其在应变石墨烯样品的实验检测。
2011-10-18 cond-mat.mes-hall
Nonlinear electromagnetic response of few-layer graphene: A nonperturbative description
基于弛豫时间近似下Boltzmann动力学方程精确解的非微扰方法，研究了电子掺杂少层石墨烯对高频电磁场的非线性响应.结果表明，非微扰方法可以应用到一个二维导体与任意各向同性频谱的载波。
2020-03-05 cond-mat.mes-hall
Photo-thermal response in dual-gated bilayer graphene
通过光学和输运测量研究了带隙双层石墨烯的光伏和辐射热光响应。在1.5 μ m的脉冲符合技术被用来测量响应时间作为温度的函数。测辐射热和光伏响应时间被发现是相同的，这意味着光伏响应也受热电子热弛豫。在3 - 100 K温度范围内，τ的响应时间约为100 - 20 ps。在10 K以上，观察到弛豫时间τ = 25 +/- 5 ps，与噪声内的温度无关。
2013-02-20 cond-mat.mes-hall
Topological piezoelectric response in moiré graphene systems
从理论上研究了莫尔石墨烯系统中的压电效应。由于应变耦合到系统中的电子作为伪矢量势，其对于石墨烯的$K$和$K'$谷具有相反的符号，因此其对具有相反陈数的两个谷的影响不会抵消，而是相加。因此，在这些系统中的压电张量的一些组件，通常具有非平凡的拓扑结构，在其平坦的频带，几乎量化的谷陈数。利用连续介质模型和原子紧束缚模型对hBN取向的扭曲双层石墨烯、扭曲双层-单层石墨烯和扭曲双层石墨烯体系的面内压电响应进行了数值计算，验证了上述结论.我们发现，通过调整垂直位移场和/或扭转角，这可能会导致在这些系统中的平带和远程带之间的间隙关闭，高原形状的压电响应得到，与跨越拓扑相变的突然跳跃。我们建议这种近似量子化的压电响应可以作为一个直接的实验探针的谷陈数的平带莫尔石墨烯系统。
2021-09-20 cond-mat.mes-hall
Electromagnetic response and effective gauge theory of graphene in a magnetic field
研究了石墨烯在磁场中的电磁响应，特别强调了其基态（真空）的量子特性。与传统的量子霍尔系统不同，石墨烯真空是一种介电介质，具有可观的电磁兼容性。介电效应随着填充因子nu的增加而快速增长，这种方式反映了石墨烯的“相对论”朗道能级特性以及其谷和自旋简并性。仔细观察介电函数还表明，库仑相互作用在磁性长度的尺度上被有效地屏蔽，导致石墨烯中激子光谱的显著减少。此外，一个有效的规范理论的石墨烯的响应被构造出来。由此指出，磁化率一般用霍尔电导与朗道能隙之比来表示。
2007-06-18 cond-mat.mes-hall
Quantum Effects in the Nonlinear Response of Graphene Plasmons
石墨烯支持与光强烈相互作用的长寿命、电可调谐等离子体激元的能力，结合其高度非线性光学响应，对原子级薄材料应用于纳米光子器件产生了很大的期望。这些预期主要是加强了经典的分析，使用来自扩展的石墨烯的响应，忽略了有限尺寸和非局部效应，成为重要的碳层在实际设备设计中的纳米级结构。在这里，我们表明，有限尺寸效应产生较大的贡献，增加纳米结构石墨烯的非线性响应显着高于经典理论预测的水平。我们的分析基础上的量子力学描述的石墨烯紧束缚电子态结合随机相位近似。当等离子体激元能量低于费米能或结构的尺寸超过几十纳米时，经典和量子描述对于线性响应很好地吻合，但对于非线性响应并不总是如此，特别是三阶克尔型非线性通常被经典理论低估。我们的研究结果揭示了纳米结构石墨烯中光学响应的复杂量子性质，同时进一步支持了这种材料用于非线性纳米光子器件的特殊潜力。
2017-04-11 cond-mat.mes-hall
Anomalous Non-linear Optical Response Of Graphene Near Phonon Resonances
本文利用相干反斯托克斯拉曼光谱研究了石墨烯、六方氮化硼及其异质结构的三阶非线性光学性质。当两个输入场的能量差与声子能量相匹配时，如通常所预期的，h-BN中的反斯托克斯发射强度增强，而对于石墨烯，观察到异常降低。这种行为可以用电子连续谱和离散声子态之间的q耦合来理解。我们还测量了石墨烯/h-BN异质结构，并证明石墨烯中的异常效应主导异质结构的光学响应。
2017-01-31 cond-mat.mes-hall
Nonlinear optical responses and quantum geometry in rhombohedral trilayer graphene
本研究理论探究了位移场破缺反演对称性的菱方三层石墨烯的非线性光学响应，发现其量子几何特性可调控位移电流电导率，且该电导率的符号变化可用于探测量子几何。
2024-07-03 cond-mat.mes-hall
Narrowband nanomechanical mass measurement using nonlinear response of a graphene membrane
我们提出了一个方案来测量一个单一的粒子的质量使用的非线性响应的二维纳米谐振器与简并的本征模。使用数值和分析计算，我们表明，通过驱动一个正方形的石墨烯纳米谐振器进入非线性制度，同时确定的质量和位置的添加粒子是可能的。此外，该方案仅需要在基本谐振附近的窄频带中进行测量。
2010-10-08 cond-mat.mes-hall
Dynamic conductivity of doped graphene in post-linear response
在线性响应之外，对掺杂石墨烯的带间和带内电导进行了理论研究。在共振近似下，当电场足够强时，确定了感应电流与外电场频率和幅值、石墨烯温度和化学势的新关系.特别地，在任意温度和掺杂情况下，得到了感应电流的饱和和光学透明度随波强增长的非线性增加。与固定强度下带间跃迁的增加相反，带内机制的透射系数随化学势和温度的升高而减小。
2013-08-16 cond-mat.mes-hall
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
Ultrafast terahertz responses in monolayer graphene
我们从理论上研究了单层石墨烯的超快太赫兹（THz）特性。通过求解布洛赫方程，得到了超快太赫兹高斯脉冲下的载流子、电极化的强度和光电流的解析表达式。石墨烯在太赫兹频率下表现出很大的非线性和超快的光学响应，这是由于具有近似线性能量色散的无隙和相对论性狄拉克粒子。结果表明，随着太赫兹脉冲频率的增加，光子载流子密度、电极化的强度和光电流密度均增加。这些理论结果与最近的实验结果是一致的。该研究进一步证实了石墨烯具有重要的特性，并与超快THz领域的应用有关。
2016-06-22 cond-mat.mes-hall
Measurable lattice effects on the charge and magnetic response in graphene
最简单的紧束缚模型用于研究晶格对掺杂石墨烯的两个性质的影响：i）磁轨道磁化率和ii）规则的Friedel振荡，两者都在通常的狄拉克锥近似中被抑制。i）得到紧束缚磁化率的精确表达式，导致石墨烯中的轨道顺磁性，对于宽范围的掺杂水平，当与其他贡献相比时，这是相关的。ii）弗里德尔振荡的粗粒度的电荷响应被认为是数值和解析和明确的表达的最低阶的晶格效应的响应，显示恢复正常的二维行为，但具有较强的六重各向异性。
2011-01-12 cond-mat.mes-hall
Energy shift of collective modes in spin-imbalanced graphene on SiO$_2$ from spin-sensitive linear response theory
随着光学和散射实验精度的不断提高，需要更好地理解阻尼对片电子集体模的影响。由于自旋极化系统是特别感兴趣的自旋电子学应用，我们在这里报告自旋敏感的线性响应函数的石墨烯，这使得访问电荷和自旋密度相关的激发。我们进一步计算的反射率的石墨烯在二氧化硅表面，在s波扫描近场显微镜中使用的设置。由于少数自旋载流子的单粒子带间跃迁，增加石墨烯载流子的部分自旋极化导致等离子体激元模式的显著加宽和移位。我们还预测了反共振的纵向磁响应函数，类似于半导体异质结构。
2018-08-16 cond-mat.mes-hall
Bolometric response in graphene based superconducting tunnel junctions
我们制备了石墨烯-TiOx-Al隧道结并表征了其射频响应。在Al的超导临界温度以下，当在超导能隙内偏置时，器件显示出随温度降低而增加的增强的动态电阻。射频辐射的应用通过电子加热影响动态电阻。测量了电子温升与吸收辐射功率之间的关系，并由此表征了热传导、噪声等效功率和响应度等测辐射热参数。
2011-10-25 cond-mat.mes-hall
Coherent nonlinear optical response of graphene in the quantum Hall regime
我们研究了石墨烯在量子霍尔机制下对强激光脉冲的非线性光学响应。特别地，我们考虑谐波产生过程。我们证明了石墨烯的广义磁光电导率在强泵浦激光辐射的谐波上具有特征霍尔平台特征。平台的高度取决于激光强度和朗道能级的展宽，因此不能精确地量子化。这种非线性效应对朗道能级的显着加宽仍然是鲁棒的。通过对三次谐波信号和非线性法拉第效应的观测，我们预测了实验的实现，这是在实验的可行性。
2016-10-31 cond-mat.mes-hall
A study of the nonlinear optical response of the plain graphene and gapped graphene monolayers beyond the Dirac approximation
在这项工作中，我们提出了与二次和三次谐波产生，光学整流和光学克尔效应的平面石墨烯和带隙石墨烯单层的二阶和三阶电导率的数值结果。这里考虑的频率范围从微波到光谱的紫外线部分，后者还没有被研究过。这些计算在速度计中进行，并直接处理电导率张量的分量。在速度规范中，辐射场由矢量势中的幂级数表示，我们讨论了在紧束缚模型的背景下计算其系数的一种非常有效的方法。
2020-02-04 cond-mat.mes-hall
Universality in the transport response of molecular wires physisorbed onto graphene electrodes
我们分析了大分子线桥接石墨烯电极的低电压传输响应，其中分子通过平面锚定基团物理吸附到石墨烯片上。在我们的研究中，片被拉开，以改变间隙长度和相对原子位置。分子线也在平行和垂直于片的方向上平移。我们表明，Breit-Wigner分子共振的能量位置对于给定的分子是普遍的，在这个意义上说，它是独立的石墨烯边缘的细节，间隙长度或分子位置。我们讨论了需要仔细收敛的k-采样，以提供合理的电导值。
2013-06-20 cond-mat.mes-hall
Dynamic conductivity in graphene beyond linear response
本征石墨烯的动态电导率与频率的独立性起源于相应带间跃迁的发散矩阵元对消失态密度的补偿。然而，线性响应方法的适用性，打破了这个矩阵元素变得与逆电子寿命可比。我们表明，在这个制度的交流电导率的物理是由拉比振荡，并获得它超越一阶微扰理论。在强施加的电场下，感应电流最终在由频率和寿命确定的值处饱和。我们还计算了石墨烯片的电磁响应，发现非线性效应增加了光学透明度，并进行了实验预测。
2009-12-08 cond-mat.mes-hall
Aviram-Ratner rectifying mechanism for DNA base pair sequencing through graphene nanogaps
我们证明，生物分子，如沃森-克里克DNA碱基对可以作为生物Aviram-Ratner整流器，因为空间分离和弱氢键之间的核碱基。我们已经进行了并行计算的从头算非平衡格林函数（NEGF）理论，以确定石墨烯-碱基对-石墨烯结的电响应。结果显示吸附在石墨烯纳米间隙上的胞嘧啶-鸟嘌呤碱基对的不对称（整流）电流-电压响应。与此形成鲜明对比的是，我们发现胸腺嘧啶-腺嘌呤的反应是对称的。我们建议将电流-电压响应的不对称性作为传感标准应用于通过石墨烯纳米间隙进行快速DNA测序的技术挑战。
2012-02-17 cond-mat.mes-hall
Limits on the Bolometric response of Graphene due to flicker noise
利用扫描光电流显微镜研究了石墨烯场效应晶体管在近场和远场配置下的光响应，发现石墨烯在远离接触的源漏偏置电压下的响应主要是由激光诱导加热引起的测辐射热效应决定的.我们发现，在光调制频率高达100 kHz的光电流没有显着的变化。虽然测辐射热电流的大小与偏置电压成比例，但它也会导致噪声。这种噪声的频率依赖性表明，它具有1/f特性，与偏置电压成比例，并限制在低光功率下可检测的热辐射光响应。
2015-02-10 cond-mat.mes-hall
Geometric universality of plasmon modes in graphene nanoribbon arrays
石墨烯等离子体是一个快速发展的领域，具有多种潜在的应用。研究石墨烯中等离子体激元的标准方法之一是通过制造石墨烯纳米带阵列，其中纳米带边缘提供有效的光子-等离子体激元耦合。我们系统地分析了在这样的系统中的光学等离子体激元响应的问题，并证明了石墨烯等离子体激元的尺寸量子化条件的纯几何性质。精确的数值计算使我们能够列出等离子体尺寸量子化的通用几何参数，这有望成为有用的石墨烯纳米带的等离子体响应的实验数据的分析。一个简单的分析理论也被开发，准确地再现了所有的定性特征的石墨烯纳米带的光学等离子体响应。
2015-03-23 cond-mat.mes-hall
Nonlinear quantum optical properties of graphene: the role of chirality and symmetry
我们提出了石墨烯线性和非线性光学响应的半经典理论。重点放在石墨烯的非线性光学响应的基本手征对称性的观点。在低能极限，简并点附近的布洛赫准粒子主要是手征的。它是第一次表明，这种手征行为与周围的狄拉克点的石墨烯的尺度不变性的结果在强的非线性光学响应。基于半导体布洛赫方程（SBE），导出了线性和非线性电导率张量的显式表达式。线性项与Kubo公式的结果一致。石墨烯的非线性光学响应主要有三种加性机制：纯带内、纯带间以及它们之间的相互作用。对于每一个贡献，一个明确的响应函数。研究了石墨烯的克尔型非线性，证明了石墨烯的克尔非线性系数比许多已知的半导体高几个数量级。此外，石墨烯的非线性折射率也可以通过施加栅极电压来调节和增强。
2015-07-29 cond-mat.mes-hall
Shift current response in twisted double bilayer graphenes
该研究通过微扰方法计算扭转双双层石墨烯的位移电流响应，系统分析其对扭转角等参数的依赖性，发现扭转角减小信号增强及特定条件下的符号反转现象并解释其起源。
2025-07-11 cond-mat.mes-hall
Anisotropic ultrafast optical response of terahertz pumped graphene
我们测量了高掺杂石墨烯对单周期太赫兹脉冲的超快各向异性光学响应。太赫兹诱导的各向异性信号在800 nm处的时间分布具有重复泵浦太赫兹电场模量的最小值和最大值。它随着载流子密度的增加而生长，并表现出对电场强度的特定非线性依赖性。为了描述信号，我们已经开发了一个理论模型，该模型基于能量和动量平衡方程，并考虑到石墨烯和衬底的光学声子。根据该理论，各向异性响应是由泵浦电场引起的电子动量分布从零动量的位移结合带间光跃迁矩阵元的偏振依赖性引起的。
2019-05-22 cond-mat.mes-hall
First-principles study of the terahertz third-order nonlinear response of metallic armchair graphene nanoribbons
利用含时微扰理论计算了金属扶手椅型石墨烯纳米带的太赫兹三阶非线性电导。在很宽的温度范围内观察到本征三阶电导的显着增强的结果为非本征的2D单层石墨烯。我们还研究了|E_F| <<200 meV的非本征金属acGNR的非线性响应。我们发现，三阶电导表现出很强的费米能级依赖在低温下。克尔电导作为温度的函数的三阶临界场强为1和5 kV/m之间的计算。对于三次谐波电导，计算出的最小临界场约为5 kV/m。
2016-05-31 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall response to time-dependent strain gradients in graphene
石墨烯的机械变形在狄拉克哈密顿量中引入一项，这让人想起电磁矢量势。沿着特定晶格方向的应变梯度诱导局部伪磁场和大量的能隙，正如实验上确实观察到的那样。扩展这个类比，我们建议补充伪磁场的伪电场，产生的时间依赖性振荡应力施加到石墨烯带。这些交叉场的联合霍尔响应导致沿带的应变感应电荷电流。我们详细分析了一个特定的实验实现（伪）量子霍尔制度与弱谷间散射。这使我们能够预测一个（近似）量化的霍尔电流，这是不受屏蔽由于扩散电流。
2019-09-22 cond-mat.mes-hall
Tunable nonlinear excitonic optical response in biased bilayer graphene
本文基于半解析模型，研究了Bernal堆叠偏置双层石墨烯的激子线性和非线性光学响应随栅极电压的变化，发现线性和二次谐波产生响应均对栅极电压高度敏感。
2024-05-08 cond-mat.mes-hall
Unconventional optical response in monolayer graphene upon dominant intraband scattering
本文利用半经典多带玻尔兹曼方程研究单层石墨烯中散射对光学电导率的影响，发现低掺杂下主导带内散射导致其线性光学响应显著偏离普适电导率，并建立了与Kubo方法一致的解析理论。
2024-03-30 cond-mat.mes-hall
Chiral response of twisted bilayer graphene
我们提出了一个有效的（最小）手性二维材料的理论。这些材料具有电磁耦合，而不表现出拓扑间隙。作为一个例子，我们研究了掺杂扭曲双层膜的响应，揭示了不寻常的现象，在零频率极限。面内磁场在中性点处引起巨大的顺磁响应，并且在掺杂时，还引起实质上的纵向霍尔响应。该系统还容纳与纵向磁矩相关的非平凡纵向等离子体激元模式，从而赋予它们手性特征。最后，我们注意到，光学活性可以大大增强掺杂。
2018-01-08 cond-mat.mes-hall
Enhancing the response of NH3 graphene-sensors by using devices with different graphene-substrate distances
石墨烯（G）是一种具有特殊传感特性的二维材料。通常，石墨烯气体传感器以场效应晶体管配置在几个衬底上生产。衬底对传感器特性的作用尚未完全确定。为了进一步了解氨分子（NH3）和石墨烯器件之间的相互作用，我们报告了NH3石墨烯传感器的实验和理论研究，石墨烯支撑在三个衬底上：SiO2，滑石和六方氮化硼（hBN）。我们的研究结果表明，从NH3到石墨烯的电荷转移不仅取决于外部参数，如温度和气体浓度，但也对石墨烯片和衬底之间的平均距离。我们发现，石墨烯和hBN晶体之间的平均距离是最小的三个基板中，和石墨烯-氨气传感器的基础上的G/hBN异质结构表现出最快的恢复时间为NH3暴露，并轻微受潮湿或干燥的空气环境。此外，石墨烯-氨传感器对不同基底的依赖性表明，石墨烯传感器对NH3分子表现出两种不同的吸附过程：一种在石墨烯表面的顶部，另一种在其靠近基底的底部。因此，我们的研究结果表明，衬底工程对石墨烯基气体传感器的开发至关重要，并为更快的传感器指明了其他途径。
2018-03-27 cond-mat.mes-hall
Ballistic transport in graphene beyond linear response
定量描述了在石墨烯中由电场相干产生粒子-空穴激发的过程，超越了线性响应。我们利用紧束缚模型计算了在弹道机制下电场E的电流密度、电子对数目和能量的演化。而对于小的弹道飞行时间，电流在E中是线性的并且与时间无关，对于较大的弹道飞行时间，电流增加，并且最终在更大的时间处发生布洛赫振荡。它示出的对的数量如下的二维广义的Schwinger的创建率仅在某些时间段上的前因子不同，使用渐近公式。
2009-09-15 cond-mat.mes-hall
Doping Induced Second Harmonic Generation in Centrosymmetric Graphene from Quadrupole Response
对于中心对称的材料，如单层石墨烯，通常预期没有光学二次谐波产生（SHG），因为它在电偶极子近似下是禁止的。然而，我们观察到一个强大的，掺杂诱导的SHG从石墨烯，其最高强度可比的电偶极子允许在非中心对称的二维材料的SHG。这种新型的二次谐波具有电四极响应的性质，这是由于面内光子波矢量的光学修整有效地破坏了反转对称性而产生的。更值得注意的是，SHG被载流子掺杂或化学势广泛调谐，在费米边缘共振处急剧增强，但在电荷中性点处消失，这表明了无质量狄拉克费米子的电子-空穴对称性。石墨烯中的惊人行为，这也应该出现在石墨烯类狄拉克材料中，扩展了非线性光学的范围，并拥有新的光电和光子应用的希望。
2018-12-29 cond-mat.mes-hall
Terahertz response of patterned epitaxial graphene
研究了透射几何条件下极化太赫兹辐射与大面积微结构石墨烯的相互作用。为了有效地将辐射耦合到二维材料中，选择通过嵌入掺杂到条纹中的闭合石墨烯片的横向周期性图案化，从而产生平行于和垂直于条纹偏振的辐射的不相等透射率。实际上，观察到高达20%的偏振对比度。当类似于线栅偏振器去除石墨烯条纹时，效果甚至增加高达50%。在< 80 GHz到3 THz的大频率范围内分析了极化依赖性，包括等离子体激元-极化激元共振。结果与基于石墨烯的电子能谱和图案化结构的电动力学的理论计算非常一致。
2014-10-06 cond-mat.mes-hall
Spin signatures in the electrical response of graphene nanogaps
我们分析了窄石墨烯纳米间隙的电响应，以寻找源自自旋极化边缘态的传输特征。我们发现，具有完美定义的锯齿形边缘的石墨烯纳米间隙之间的电输运不携带任何自旋相关的签名。我们还分析了纳米间隙的磁性和电学性质，其电极具有可能发生在目前制造的纳米间隙中的楔形。由于石墨烯晶格的二分性质，这些楔形可以具有自旋极化楔形低能态。我们发现，这些自旋极化的低能量模式引起的低电压签名的微分电导和稳定性图中的独特功能。这是由完全自旋极化的电流引起的。
2018-09-19 cond-mat.mes-hall
Hot Carrier Transport and Photocurrent Response in Graphene
石墨烯中强的电子-电子相互作用预计将通过吸收单个光子而产生多重激发。我们发现，载流子倍增对光电流响应的影响是通过非常低效的电子冷却来增强的，从而导致大量的热载流子。热载流子介导的能量传输占主导地位的光响应，并体现在量子效率，可以超过统一，以及在一个特性的光电流的依赖于栅极电压。多个光电流符号的图案作为栅极电压的函数而改变，提供了热载流子主导的传输和载流子倍增的指纹。
2011-09-17 cond-mat.mes-hall
Iterative approach to arbitrary nonlinear optical response functions of graphene
二维材料构成了一个令人兴奋的平台，非线性光学与大的非线性，可调的门控。因此，已经在例如石墨烯和过渡金属二硫属化物中观察到栅极可调谐谐波产生和强度依赖性折射，其电子结构由（大量）狄拉克方程精确建模。我们利用这个模型的简单性，并在这里证明，任意非线性响应函数遵循一个简单的迭代方法。这种方法的功率说明谐波产生和强度依赖的折射，都计算到第九阶的泵浦场的解析表达式。此外，结果允许任意的带隙和门控电位。作为示例性应用，我们考虑（i）在带隙和无隙石墨烯中三次和五次谐波产生的栅极依赖性，（ii）石墨烯的强度依赖性折射率高达九阶，以及（iii）高次谐波产生的强度依赖性。
2019-01-23 cond-mat.mes-hall
Radiative decay effects influence the local electromagnetic response of the monolayer graphene with surface corrugations in terahertz range
我们继续研究了表面波纹对单层石墨烯在太赫兹波段的局部电磁响应的影响。考虑了辐射衰减、石墨烯中载流子谱的双谷结构和呼吸表面曲率形成的合成电场的影响。为了实现这一程序，得到了广义非线性自洽方程。在外加弱交变电场的情况下，得到了外电场线性近似下的方程的精确解，表明在这种情况下，感应电流路径的局部失相依赖于表面形状。这一理论结果定性地解释了石墨烯中局部电流模式的相应实验，而没有使用完全量子方法，这对于石墨烯纳米带中这种现象的理论描述是必要的。此外，本文所得到的公式还可作为局部电流路径图象给定的表面波纹形成象新方法的基础。所获得的结果允许研究纳米尺度下材料的机械行为偏离宏观既定的概念，这对石墨烯特别重要。
2014-10-15 cond-mat.mes-hall
Petahertz optical response in graphene
载流子的时间动力学决定了电子学在凝聚态物质中实现的速度，并且它们与光场的直接操纵保证了在前所未有的拍赫兹频率下的电子处理，包括从最先进的技术水平增加一百万倍。石墨烯由于其独特的输运性质（例如具有近弹道输运的高载流子迁移率和与光场的异常强的耦合）而对于千兆赫光电子学的实现特别感兴趣。因此，载流子响应于光场的反向作用对于应用至关重要。在这里，我们调查的瞬时响应的石墨烯的拍赫兹光场和阐明的作用下，100 fs的时间尺度上的热载流子。测量的非线性响应及其相互作用的时间和场极化的依赖性，使我们能够确定的时间尺度上的热载流子的反作用是相称的光场。给出了光场偏振态对载流子运动轨迹的影响。我们注意到，石墨烯中光场和载流子之间的特殊相互作用也可能适用于具有类似狄拉克锥色散关系的拓扑绝缘体中的表面态。
2017-03-21 cond-mat.mes-hall
Linear response of twisted bilayer graphene: continuum vs. tight-binding models
我们提出了一个扭曲双层石墨烯的线性响应计算。计算进行了连续和紧束缚模型，目的是评估前者的有效性。所有定性的重要特征以前我们报道过[T. Stauber等人，Phys. Rev. Lett. 120，046801（2018）]的连续介质模型中的德鲁德矩阵也存在于紧束缚计算中，随着扭转角的减小，定量一致性增加。这些特征包括与等离子体模式相关的手性纵向磁矩，以及中性点周围的异常逆流，更好地解释为顺磁响应。我们已经解决了德鲁德和平衡响应之间的差异，并表明，轨道顺磁性是一个平行的磁场的平衡响应超过一个实质性的掺杂区域周围的中性点。在紧束缚计算中，手征也使得平衡响应表现出与层间键的非垂直特征相关的非平凡电流结构。
2018-09-10 cond-mat.mes-hall
Nonlinear Response of Bilayer Graphene at Terahertz Frequencies
为了计算本征双层石墨烯在太赫兹频率下的非线性响应，发展了一种基于长度规范的密度矩阵形式。采用紧束缚模型，我们发现，带间和带内动力学之间的相互作用导致强谐波产生在中等场振幅。具体地说，我们发现，在低温（10 K），未掺杂的悬浮双层石墨烯的反射场表现出的三次谐波振幅是30%的基本反射场的入射1太赫兹单周期脉冲与1.5 kV/cm的场振幅。更有趣的是，我们发现，随着入射辐射的中心频率的增加，三次谐波振幅也增加;达到最大值的53%的入射频率为2太赫兹和振幅为2.5千伏/厘米。
2016-08-16 cond-mat.mes-hall
Stacking-dependent shear modes in trilayer graphene
我们观察到不同的层间剪切模式拉曼光谱的ABA和ABC堆叠顺序的三层石墨烯。在三层石墨烯中存在两个刚性平面剪切模声子分支。我们发现，ABA三层表现出明显的拉曼响应，从高频剪切分支，没有任何明显的响应，从低频分支。与此相反，ABC三层没有表现出从高频剪切分支的响应，但从低频分支的显着的拉曼响应。拉曼剪切模的这种互补行为可以用两个三层同素异形体的明显对称性来解释。在层呼吸模式中没有发现强烈的堆叠顺序依赖性，因此代表了剪切模式的独特特征。
2014-05-28 cond-mat.mes-hall
Transverse current current response of graphene at finite temperature, plasmons and absorption
计算了石墨烯在有限温度和有限化学势下的线性横向电流响应函数。在随机相位近似中，我们讨论了横向等离子体激元超出局部响应的一般方面，例如它们对温度和周围电介质的依赖。我们发现，例如，对于折射率为$n\simeq 40$的均匀介质，该模式的最大限制。限制可以通过将石墨烯片放置在光学腔内来进一步增强，但是存在临界宽度，低于该临界宽度，不能维持横模。对于零掺杂和有限的温度，有没有明确的横向等离子体激元激发相反的纵向通道。本文还讨论了$s$和$p$偏振态的单层和双层体系对电磁辐射的吸收，指出当入射角为$θ\approx89^o$时，$s$ -偏振光的吸收率达到了50%的理论极限。
2013-07-08 cond-mat.mes-hall
Magneto-optical response of graphene: probing substrate interactions
朗道能级之间的磁光跃迁可以提供石墨烯电子结构和激发光谱的精确光谱信息，使衬底和多体效应的探针成为可能。我们使用紧束缚方法计算了大尺寸石墨烯薄片的磁光电导率。我们的方法使我们能够直接比较孤立的石墨烯片的磁光响应与六方氮化硼上的一个对齐，从而产生周期性的超晶格势。衬底相互作用诱导远离狄拉克点的带隙。在垂直的磁场作用下，这些零场带隙中出现了类朗道能级结构。然而，这些卫星结构的能量依赖性是不容易通过改变背栅电压的状态密度的常规探针。在这里，我们提出了超晶格微扰谱的磁光探测。我们的模拟包括磁激子效应的一阶微扰理论。我们的方法产生了一个定量的解释最近观察到的朗道能级相关的费米速度的重整化。
2015-06-22 cond-mat.mes-hall
Relativistic Drude Response of Photoexcited Dirac Quasiparticles in Graphene
石墨烯是一种以六边形图案排列的单层碳原子，提供了一种独特的二维（2D）系统，表现出奇异的现象，如量子霍尔效应，无质量狄拉克准粒子激发和普遍的吸收和导电性。石墨烯中的线性能量-动量色散关系也提供了模拟遥远的相对论性粒子（如中子星和白矮星）物理学的机会。在这封信中，我们进行了一个违反直觉的超快泵浦探测实验与高光子能量隔离德鲁德样带内动力学的光激发载流子。我们直接证明了光激发狄拉克准粒子的相对论性质，通过观察与光激发载流子密度的响应的非线性标度。这与通常在常规材料中观察到的线性缩放形成鲜明对比。我们的研究结果还表明，在石墨烯强的电子-声子耦合，导致一个亚100飞秒热化之间的高能量光激发载流子和光学声子。
2010-10-20 cond-mat.mes-hall
Moiré lattice effects on the orbital magnetic response of twisted bilayer graphene and Condon instability
我们从扭曲双层石墨烯的能带结构分析了其轨道磁化率。接近电荷中性，面外磁化率继承了石墨烯的强抗磁性响应。随着掺杂量的增加，样品的抗磁性向顺磁性转变，并且在第一能带中莫尔晶格的van Hove奇点处出现对数发散。范霍夫奇点处的增强顺磁性在相对大的角度下更强，但在第一魔角附近受到平坦谱的抑制。发散的顺磁磁化率表示轨道铁磁性的不稳定性，具有轨道面外磁化和朗道能级结构。然而，不稳定的区域被发现实际上是非常小的，由电子速度与光速的比率参数抑制。我们还讨论了面内轨道磁化率在电荷中性，我们发现一个顺磁响应和对数发散的魔角。顺磁响应与负逆流电流在两个层，不承认一个半经典的描述。
2021-07-07 cond-mat.mes-hall
Gate tunable third-order nonlinear optical response of massless Dirac fermions in graphene
具有无质量狄拉克费米子的材料可以具有非常强和广泛可调的光学非线性。石墨烯单层的实验确实发现了非常大的三阶非线性响应，但报道的非线性光学系数的数量级变化尚未被理解。很大一部分的困难是缺乏掺杂或化学势如何影响不同的非线性光学过程的信息。在这里，我们报告的第一个实验研究，在证实与理论，在石墨烯的三次谐波产生（THG）和四波混频（FWM），其化学势调整离子凝胶门控。当原始石墨烯被重掺杂时，THG被认为增强了约30倍，而差频FWM则正好相反。后者被发现在未掺杂的石墨烯中具有向简并四波混频的强烈发散，导致巨大的三阶非线性。石墨烯的这些真正惊人的特性来自于门控化学势的可能性，其选择性地打开和关闭相干地贡献于光学非线性的单光子和多光子共振跃迁，因此可以用于开发基于石墨烯的非线性光电子器件。
2017-10-13 cond-mat.mes-hall
Rectification and bolometric terahertz radiation detectors based on perforated graphene structures exhibiting plasmonic resonant response
提出基于穿孔石墨烯层的太赫兹探测器，利用整流和热载流子测热机制及等离激元振荡增强，在室温下实现高响应率和探测率。
2025-06-18 cond-mat.mes-hall
Quantum critical scaling in graphene
我们发现，在量子临界点（QCP）附近的石墨烯中的电子的新兴相对论对称性意味着库仑相互作用的至关重要的。我们推导出的标度律，有效的QCP附近，这决定了相互作用的石墨烯的非平凡的磁性和电荷响应。我们的分析产生了大量的预测，库仑相互作用将如何表现在实验观测，如抗磁响应和电子压缩性。
2007-11-30 cond-mat.mes-hall
Nonperturbative quasi-classical theory of the nonlinear electrodynamic response of graphene
通过在弛豫时间近似下求解动力学玻尔兹曼方程，计算了单个石墨烯层对均匀、任意强电场$E(t)$的电磁响应。该理论在满足条件$\hbarω\lesssim 2E_F$的低频（微波、太赫兹、红外）下有效，其中$E_F$是费米能。我们调查的饱和吸收和高次谐波产生的影响，以及透射，反射和吸收的辐射入射在石墨烯层上，作为入射辐射的频率和功率的函数和辐射的比率散射阻尼率。我们表明，光学双稳态效应，预测在物理评论B 90，125425（2014）的基础上微扰的方法，消失时，该问题被完全解决。我们表明，在高功率辐射（$\gtrsim 100$ kW/cm $^2$）的作用下，反射和吸收系数都强烈降低，并且该层变得透明。
2018-04-25 cond-mat.mes-hall
