Comment on arXiv:0709.3700 "Orientation dependence of the optical spectra in graphene at high frequencies"
Zhang等人在[Phys.Rev.B77，241402（R）（2008）]中报道了在紧束缚模型内采用Kubo公式的单层石墨烯的光谱的理论研究。他们的计算预测，在高频下，石墨烯的光学电导率变得强烈各向异性。特别是，在频率相当的能量分离的上部和下部带在$Γ$点，光学电导率被强烈抑制，如果场偏振是沿着锯齿形方向，而它是显着高的扶手椅一个。我们发现，不幸的是，这个结果只是一个不正确的确定当前运营商在k空间的后果。在这里，我们提出了标准的计划，以获得该运营商正确。结果表明，单层石墨烯的光学电导率确实是各向同性的，这与文献中的其他（理论和实验）研究结果一致。
2016-06-08 cond-mat.mes-hall
Plasmonics in graphene at infra-red frequencies
我们指出，在掺杂石墨烯的等离子体同时使低损耗和显着的波定位的频率低于光学声子分支$\hbarω_{Oph}\approx 0.2$ eV。大的等离子体激元损失发生在带间区域（通过电子-空穴对的激发），其可以被推向更高的频率以获得更高的掺杂值。对于足够大的掺杂，存在从$ω_{Oph}$到带间阈值的频率带宽，其中经由光学声子与电子-空穴对一起的发射的等离子体激元衰减通道是不可消除的。损失的计算是在随机相位近似和守恒松弛时间近似的框架内进行的。测得的DC弛豫时间作为输入参数表征与杂质的碰撞，而从光学声子的贡献估计的电子-声子耦合的光学电导率的影响。石墨烯中等离子体激元的光学性质在许多相关方面类似于在电介质-金属界面上传播的表面等离子体激元的光学性质，由于其在纳米光子学中的重要性，最近引起了很多兴趣。因此，石墨烯中的等离子体激元对于某些频率可能具有低损耗的事实使得它们对于纳米光子应用具有潜在的兴趣。
2009-10-14 cond-mat.mes-hall
Interaction between graphene and copper substrate: The role of lattice orientation
我们提出了一个全面的研究石墨烯生长的化学气相沉积铜单晶暴露（100），（110）和（111）面。通过拉曼光谱法使用一系列可见激发能和显微拉曼映射直接检查生长的石墨烯，显示了单个Cu表面的不同应变和掺杂水平。拉曼映射与X射线衍射技术和原子力显微镜的结果比较表明，它既不是晶体质量，也不是负责特定的应变和掺杂值的表面形貌，但它是铜晶格取向本身。我们还报告了一个非常窄的拉曼二维带宽所造成的石墨烯和金属衬底之间的相互作用。这种极窄的二维带的出现与Cu（100）和（110）表面上的平坦和未掺杂区域相关，其半峰全宽（FWHM）低至16 cm-1。在Cu（111）上的通常压缩的（约0.3%的应变）和n掺杂的（约250 meV的费米能级位移）石墨烯显示出约20 cm-1的2D带FWHM最小值。相比之下，在相同条件下在Cu箱上生长的石墨烯反映了多晶表面的异质性，并且其2D带因此更宽，FWHM > 24 cm-1。
2014-01-31 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
Synthesis of highly confined surface plasmon modes with doped graphene sheets in the mid-infrared and terahertz frequencies
我们通过解析计算研究了单层石墨烯片和一对独立的平行石墨烯单层的表面等离子体色散关系。导出了单层情况下色散关系的近似形式，该近似形式具有很高的精度，并直观地反映了支撑等离子体激元模的性质。对于由小间隙分开的平行石墨烯对，表面等离子体激元的色散关系分裂成两个分支，一个分支具有对称的磁场，另一个分支具有穿过间隙的反对称磁场。对于对称（磁场）分支，可以在宽光谱上以减小的吸收损耗来改善约束，这与经受损耗和约束之间的权衡的金属表面上支持的常规SP模式不同。然而，对于非常小的分离，这种对称模式被强烈抑制。另一方面，它的反对称对应物表现出非常小的分离或长波长的吸收损失减少，作为对称分支的补充。我们的研究结果表明，石墨烯等离子体激元结构可能是有前途的波导和传感应用在中红外和太赫兹频率。
2012-03-20 cond-mat.mes-hall
Analysis of surface plasmon excitation at terahertz frequencies with highly-doped graphene sheets via attenuated total reflection
数值研究了掺杂石墨烯片在太赫兹频率下的表面等离子体激元激发。为了减轻高度受限的等离子体激元模式与入射辐射之间的动量失配，提出了通过高掺杂水平或使用少层石墨烯来增加石墨烯的表面电导率。对于目前可实现的掺杂水平，我们的分析表明，单层石墨烯上的表面等离子体可以用高折射率耦合棱镜在高达约10 THz（~ 41.3 meV）的工作频率下激发，并且更高的频率/能量对于少层石墨烯是可能的。这些高度受限的表面模式是有前途的传感和波导应用在太赫兹制度。
2013-03-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
Mis-orientation controlled cross-plane thermoelectricity in twisted bilayer graphene
在两个原子级薄的范德华（vdW）膜之间引入“扭曲”或相对旋转引起周期性莫尔势，导致平面组件的能带结构的实质性改变。虽然大多数最近的实验主要集中在电子带杂交通过探测面内输运性质，在这里，我们报告了平面外热电测量在扭曲双层石墨烯（tBLG），它表现出扭曲依赖层间电子和声子杂交的相互作用的范德华间隙。我们表明，在一个大的扭转角，热电势是完全由一个新的声子拖曳效应在亚纳米尺度驱动，而电子组件的热电势只有当层之间的取向差减少到小于2度时才能恢复。我们的实验表明，在一个低角度的交叉平面热电是非常敏感的能带色散的性质，并可能提供扭曲的双层石墨烯的电子态的相干性的基本见解。
2019-10-07 cond-mat.mes-hall
Acoustoelectric transport at gigahertz frequencies in coated epitaxial graphene
通过硅升华从SiC表面制备的外延石墨烯（EG）由于其良好的电子性质和在半导体衬底上大面积的可用性而成为用于电子应用的材料。在这方面的贡献，我们报告的电荷载流子在EG SiC上使用高频（$>$ 1 GHz）表面声波（SAW）的运输。在我们的器件中，EG涂覆有氢倍半硅氧烷、SiO $_2$和ZnO层。这允许SAW的有效生成并且与金属顶栅的沉积兼容。频率和时间分辨的功率散射参数的测量确认SAW的产生和传播的频率高达7 GHz以上。此外，ZnO涂层增强了声电电流的两个数量级相比，我们以前的未涂覆的样品。这些结果是在千兆赫频率下对石墨烯中的载流子进行动态声学控制的重要一步。
2019-03-12 cond-mat.mes-hall
Graphene field-effect transistors with gigahertz-frequency power gain on flexible substrates
在射频（RF）下工作的柔性电子产品的开发需要将优异的电子性能和承受高水平应变的能力相结合的材料。在这项工作中，我们制造石墨烯场效应晶体管（GFET）的柔性衬底上的石墨烯生长的化学气相沉积（CVD）。我们的器件具有单位电流增益频率fT和单位功率增益频率fmax，分别高达10.7和3.7 GHz，应变限值为1.75%。这些器件代表了唯一报道的在应变水平高于0.5%时实现千兆赫兹频率功率增益的技术。因此，它们证明了CVD石墨烯的潜力，可以实现广泛的灵活电子技术，这些技术需要高灵活性和RF操作。
2013-02-06 cond-mat.mes-hall
Gate-Tunable Photoresponse of Graphene Josephson Junctions at Terahertz Frequencies
National University of Singapore（新加坡国立大学）；Institute for Functional Intelligent Materials, National University of Singapore（新加坡国立大学功能智能材料研究所）；Moscow Pedagogical State University（莫斯科师范大学）；Center for Neurophysics and Neuromorphic Technologies（神经物理与类脑技术中心）
研究通过实验展示了石墨烯约瑟夫森结在太赫兹频率下的强光响应，实现了向基于石墨烯的太赫兹量子传感器的初步进展，同时展示了门控可调性在低温下实现单光子探测的潜力。
2026-04-01 cond-mat.mes-hall
Identifying the Orientation of Edge of Graphene Using G Band Raman Spectra
考虑到石墨烯边缘的影响，计算了与G带拉曼强度和Kohn反常相关的电子-声子矩阵元。赝自旋的分析表明，纵向光学声子模式经历了强烈的Kohn异常的扶手椅和锯齿形的边缘，只有纵向（横向）光学声子模式是一个拉曼活性模式附近的扶手椅（锯齿形）的边缘。当入射激光的偏振方向平行（垂直）于扶手椅（锯齿形）边缘时，拉曼强度增强。扶手椅和锯齿形边缘之间的这种不对称性在识别石墨烯边缘的取向方面是有用的。
2010-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Graphene-based plasmonic switches at near infrared frequencies
介绍了石墨烯条形等离子体激元波导近红外波段串联开关的概念、分析和设计。通过使用石墨烯的场效应来选择性地启用或禁止石墨烯条形波导的一部分上的传播来实现切换，从而分别允许良好的传输或高隔离。使用全波模拟和传输线模型与矩阵传输方法相结合，该方法考虑到由设备的不同石墨烯条形波导部分支持的等离子体激元的特性，来执行所提出的结构的电磁建模。开关的性能进行评估与不同的参数的结构，包括周围的介电介质，静电门控和波导尺寸。
2013-09-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Determination of the trigonal warping orientation in Bernal-stacked bilayer graphene via scanning tunneling microscopy
多层（N $\geq$ 2）石墨烯膜和石墨中低能电子态在K点附近存在强三角翘曲。它是负责的现象，如Lifshitz转变和各向异性弹道输运。然而，三角翘曲相对于布里渊区中心的绝对取向还没有达成一致。在这里，我们使用准粒子散射实验上的门控双层石墨烯/六方氮化硼异质结来解决这个分歧。我们比较傅立叶变换的散射干涉图获得在各种能量远离电荷中性点与紧束缚为基础的联合态密度模拟。这种比较能够明确确定双层石墨烯低能态的三角形翘曲取向。我们的实验技术是有前途的准直接研究的精细功能的能带结构的门控二维材料，如拓扑结构的转变，层间杂化，和莫尔迷你带。
2020-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stacking-orientation and twist-angle control on integer and fractional Chern insulators in moiré rhombohedral graphene
Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交大李政道研究所）；Key Laboratory of Artificial Structures and Quantum Control (Ministry of Education), School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院人工结构与量子控制教育部重点实验室）；Department of Physics, City University of Hong Kong（香港城市大学物理系）；Kavli Institute for Theoretical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学卡尔达什理论科学研究所）；Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science（物质材料研究机构电子与光学材料研究中心）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science（物质材料研究机构材料纳米构筑研究中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室）；Department of Physics, Southern University of Science and Technology（南方科技大学物理系）；Liaoning Academy of Materials（辽宁省材料科学研究院）
本研究通过调控菱面体多层石墨烯/六方氮化硼摩尔器件的对准取向和扭转角，揭示了堆叠参数对整数/分数陈绝缘体等关联拓扑态的调控机制，强调了其在新型量子态探索中的关键作用。
2025-11-11 cond-mat.mes-hall
Effective Interactions in a Graphene Layer Induced by the Proximity to a Ferromagnet
分析了铁磁绝缘体附近石墨烯中的邻近感应耦合。我们结合一般的对称性原则和简单的紧束缚的描述，考虑不同的磁化方向。我们发现，除了一个简单的交换场，一些其他的条款出现。这些项中的一些充当磁轨道耦合，而另一些则是邻近诱导的自旋轨道相互作用。耦合具有类似的数量级，并且取决于磁化的取向。各种相位和反常的霍尔效应状态都是可能的。
2017-07-12 cond-mat.mes-hall
Conversion of the stacking orientation of bilayer graphene due to \break the interaction of BN-dopants
的转换AA-AB-堆叠双层石墨烯（BLG）由于层间相互作用的证明。发现BLG中的硼和氮掺杂原子之间存在吸引和排斥两种层间相互作用，在吸引作用的存在下，BN共掺杂BLG形成AA堆积结构，结构不稳定，导致体系力学性能变差.与纯BLG相比，观察到杨氏模量、极限强度和应力以及断裂强度的低值。此外，吸引相互作用引起小的带隙，劣化系统的热和光学性质。相反，在B和N原子之间存在排斥相互作用的情况下，AA堆积转化为具有更稳定结构的AB堆积。与AA堆叠BN共掺杂BLG相比，获得了更高的机械性能，例如杨氏模量、极限强度和应力、断裂强度。此外，AB堆叠双层的较大带隙增强了系统的热和光学特性。
2021-01-02 cond-mat.mes-hall
Room temperature magnetic order on zigzag edges of narrow graphene nanoribbons
在其他非磁性材料如碳中出现的磁序是一种新型s-p电子磁性的典型例子，预计这种电子磁性具有特殊的高温稳定性。已经证明，石墨烯的原子尺度结构缺陷可以容纳不成对的自旋。然而，目前还不清楚在什么条件下，长程磁序可以出现从这样的缺陷约束磁矩。在这里，我们提出，与随机缺陷分布相反，具有特定结晶取向的石墨烯边缘的原子尺度工程，包括仅来自二分石墨烯晶格的一个子晶格的边缘原子，可以产生鲁棒的磁序。我们采用基于扫描隧道显微镜的纳米带技术来定义具有纳米精度和良好定义的晶体学边缘取向的石墨烯纳米带。虽然扶手椅带显示量子限制带隙，但窄于7 nm的Z字形带显示约0.2 - 0.3eV的带隙，这可以被识别为沿其边缘的相互作用诱导的自旋有序的特征。此外，半导体到金属的过渡时，揭示了增加带的宽度，表示从反铁磁到铁磁配置的相对带边缘之间的磁耦合的切换。我们发现，即使在室温下，石墨烯边缘的受控锯齿形取向的磁性秩序也可以保持稳定，这为在环境条件下工作的石墨烯基自旋电子器件带来了希望。
2014-11-05 cond-mat.mes-hall
Deterministic fabrication of graphene hexagonal boron nitride moiré superlattices
本研究通过拉曼和二次谐波表征实现石墨烯与hBN近0度扭转角的确定性对齐，并用TFM和低温输运验证，为探索莫尔异质结构扭转角效应奠定基础。
2024-05-28 cond-mat.mes-hall
Quantum plasmons with optical-range frequencies in doped few-layer graphene
虽然等离子体振子模式存在于掺杂的石墨烯中，但是通过选通实现的有限的掺杂范围将等离子体振子频率限制在不包括可见光和红外线的范围内。在这里，我们表明，通过使用第一性原理计算，在双层和三层石墨烯中的锂嵌入实现的高水平的掺杂将等离子体频率转移到可见光范围内。为了获得物理上有意义的结果，我们引入了一个修正的影响，等离子体相互作用的真空分离周期性图像的掺杂石墨烯层，透明的边界条件在垂直于层的方向，这代表了一个显着的改进，在早期的作品中采用的精确库仑截止技术。产生的等离子体激元模式是由于局部场效应和材料对外部电磁场的非局部响应，需要完全量子力学处理。我们描述了这些量子等离子体激元的特性，包括色散关系、损耗和场局域化。我们的研究结果指出了一种微调石墨烯和其他二维材料中等离子体频率的策略。
2018-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
hBN alignment orientation controls moiré strength in rhombohedral graphene
本研究通过低温输运与 SQUID-on-tip 磁测量对比 0°/180° hBN 排列器件，揭示取向虽不改变莫尔波长，却经晶格弛豫显著改变莫尔势与关联相图。
2025-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Role of electron back action on photons in hybridizing double-layer graphene plasmons with localized photons
双层石墨烯中的狄拉克电子的诱导极化可以影响辐射场和倏逝场的杂化。电子反作用表现为一种局域光场，用以改变入射表面等离子体激元（SPP）的倏逝场。这导致了对局部环境的高灵敏度（超过衍射极限），并为选择性地与碳结合的分子或蛋白质提供了仔细检查工具。一个散射矩阵的频率周围的表面等离子体（SP）共振支持这种审查工具，并表现出明智的增加，减少，甚至完全抑制的极化场附近的导电表面较长的SPP wavelengthes。此外，与SP、声学和光学类石墨烯等离子体相关的三重杂化吸收峰仅在高SP频率下变得显著，但在低SP频率下被圆形SPP峰所掩盖。这些共振特征（不同于3D光子晶格）促进了仅极化激元的激发，从而引起了无阈值激光器的可能的极化激元凝聚。目前的石墨烯-等离子体杂化形式体系可以容易地推广到其他二维材料，如硅烯、锗烯、二硫化钼等。
2017-12-20 cond-mat.mes-hall
Plasmon Amplification through Stimulated Emission at Terahertz Frequencies in Graphene
我们表明，二维石墨烯中的等离子体激元可以在太赫兹频率下获得净增益。在反转的石墨烯层中等离子体激元与带间电子-空穴跃迁的耦合可以通过受激发射过程导致等离子体激元放大。我们计算不同的电子空穴密度和温度的等离子体增益，并表明，增益值可以超过$10^{4}$厘米$^{-1}$在1-10太赫兹的频率范围内，电子空穴密度在$10^{9}$ - $10^{11}$厘米$^{-2}$范围内，即使当等离子体能量损失由于带内散射被认为是。等离子体激元被发现表现出带内散射时间短于100 fs的净增益。这样的高增益值可以允许尺寸在1-10 $μ$ m范围内的极其紧凑的太赫兹放大器和振荡器。
2007-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orientation-tunable correlated Chern insulating states in chiral twisted double bilayer graphene proximitized by WSe2
Nanjing University（南京大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Yangtze Delta Region Academy of Beijing Institute of Technology (Jiaxing)（北京理工大学长三角研究院（嘉兴））；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）；Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；Nanjing University of Science and Technology（南京理工大学）；Jiangsu Physical Science Research Center（江苏物理科学研究中心）
通过理论计算和输运测量，发现石墨烯与WSe2的扭转角调控Ising和Rashba自旋轨道耦合的平衡，从而决定关联陈绝缘体的拓扑性质。
2026-07-01 cond-mat.mes-hall
UV Light Detection from CdS Nanocrystal Sensitized Graphene Photodetectors at kHz Frequencies
我们制作了基于胶体CdS纳米晶和石墨烯的紫外敏感光电探测器。纳米晶体充当敏化剂层，其改善光捕获，导致检测器的高响应度。尽管光生电荷的弛豫速度很慢，但更快的过程可以检测到重复频率高达2 kHz的脉冲。我们已经进行了时间分辨分析的过程中发生在我们的混合系统，并讨论可能的光诱导电荷转移机制。
2018-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Sinusoidally-Modulated Graphene Leaky-Wave Antenna for Electronic Beamscanning at THz
本文提出了一种正弦调制的石墨烯漏波天线的概念，分析和设计，具有波束扫描能力，在一个固定的频率。该天线工作在太赫兹频率，由一个石墨烯片转移到背面金属化基板和一组位于其下方的多晶硅直流选通焊盘组成。为了创建一个泄漏模式，石墨烯表面电抗正弦调制通过石墨烯的场效应，通过施加足够的直流偏置电压到不同的选通焊盘。指向角和泄漏率可以通过调整施加的电压来动态控制，从而提供通用的波束扫描能力。所提出的概念和实现的性能，使用现实的材料参数计算，是非常有前途的太赫兹频率的光束扫描，并可能铺平道路，以石墨烯为基础的可重构收发器和传感器。
2014-01-20 cond-mat.mes-hall
Quantum Inductance and High Frequency Oscillators in Graphene Nanoribbons
在这里，我们研究高频交流输运通过窄石墨烯纳米带与顶栅电位，形成一个本地化的量子点。我们表明，作为量子点（QD）内的电子的有限停留时间的结果，QD表现得像一个经典的电感器在足够高的频率ω \gtrsim 50 GHz。当考虑顶栅的几何电容和纳米晶体管的量子电容时，器件的导纳表现得像具有谐振频率ω \sim 100-900 GHz和大于10^{6}的Q因子的经典串联RLC电路。这些结果表明，石墨烯纳米带可以用作全电子超高频振荡器和滤波器，从而将高频电子学的范围扩展到新的领域。
2011-02-16 cond-mat.mes-hall
Dynamic polarization and plasmons in kekulé-patterned graphene: Signatures of the broken valley degeneracy
在无规相位近似（RPA）下研究了kekulé图案化石墨烯的动态极化。它示出了如何通过介电谱，等离子体色散，静态屏蔽和光学电导率的晶格调制的谷简并的打破表现。由于凯库勒畸变，费米速度的谷依赖分裂导致石墨烯介电谱中类似的分裂，引入了新的特征频率，这些频率以谷耦合振幅的形式给出。谷耦合也分裂等离子体色散，在朗道阻尼区域中引入第二分支。最后，研究了电导率中的破谷简并特征。由于在不同的特征频率下发生的每个谷中的吸收的开始，石墨烯的特征阶梯状光谱被分成两个半阶梯。此外，还发现了吸收现象，其中与谷间传输相关的共振峰出现在由每个谷的特征频率之间的差确定的“拍频”处。其中一些机制预计将存在于其他空间调制的2D材料中，并建议光学或电学响应测量如何适用于检测空间调制。
2020-09-14 cond-mat.mes-hall
Graphene under bichromatic driving: Commensurability and spatio-temporal symmetries
研究了耦合到两个不同频率的时间周期电磁场中的狄拉克模型的非线性电流响应。我们区分不可重复和可重复频率，后者的特征在于它们与互质整数p和q的比值p/q。耦合的（有效的）两级系统的耗散浴，确保了一个明确的长期解决方案的减少密度运营商，因此，目前。然后，我们分析的时空对称性，迫使某些电流分量消失，并关闭与定向平均电流的结论。
2019-10-21 cond-mat.mes-hall
Transport Conductivity of Graphene at RF and Microwave Frequencies
我们测量了石墨烯共面波导从直流（DC）到13.5GHz，并表明，表观电阻（在寄生阻抗的存在下）具有二次频率依赖性，但本征电导率（没有寄生阻抗的影响）是频率无关的。因此，在我们的设备中，复数交流电导率的实部与DC值相同，虚部为~0。石墨烯通道被建模为平行的磁阻-电容网络，其频率依赖性与动量弛豫时间约为2.1 ps的Drude电导率相同，突出了交流（AC）电子输运对石墨烯电磁特性的影响。这可以导致高速模拟场效应晶体管、混频器、倍频器、低噪声放大器和辐射探测器的优化设计。
2015-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chirality-Assisted Electronic Cloaking in Bilayer Graphene Nanostructures
我们发现双层石墨烯中赝自旋取向和载流子运动的强耦合对弹道p-n-p结的输运性质有着显著的影响。平行于势垒的零动量电子态被限制在它下面的一个赝自旋方向，而相反的赝自旋隧道通过结的状态完全不受限制状态的存在。我们证明，结作为一个斗篷的限制状态，使它们几乎不可见的电子在外部区域的入射角的范围内。这种行为表现在两端电导中，作为具有非洛伦兹奇异峰形状的传输共振。这些现象对弱磁场或电场诱导的层间间隙的响应可以作为电子隐身的实验指纹。
2011-06-06 cond-mat.mes-hall
Drude Conductivity of Dirac Fermions in Graphene
在石墨烯中运动的电子表现为无质量的狄拉克费米子，它们表现出迷人的低频电输运现象。然而，它们的动态响应在1太赫兹（THz）以上的频率下鲜为人知。这些知识不仅对于更深入地理解狄拉克电子量子输运非常重要，而且对于石墨烯在超高速THz电子学和IR光电子学中的应用也非常重要。在本文中，我们报告的第一个测量的高频导电性的石墨烯从太赫兹到中红外在不同的载流子浓度。电导率表现出类似德鲁德的频率依赖性，并在太赫兹频率显着增加，但其绝对强度大大低于理论预测。这种自由电子振子强度的异常降低被石墨烯带间跃迁的相应变化所证实，正如求和规则所要求的那样。我们令人惊讶的观察表明，多体效应和狄拉克费米子杂质相互作用超越电流输运理论是重要的狄拉克费米子在石墨烯的电响应。
2010-07-27 cond-mat.mes-hall
Optical conductivity of single-layer graphene induced by temporal mass-gap fluctuations
我们考虑单层石墨烯中的载流子的动力学，其质量间隙随时间随机波动。通过将量子随机时间演化纳入标准线性响应（Kubo）理论来计算光导。我们发现，对于低于平均间隙大小的中间频率范围，电子输运的波动增强。同时，在高频率和低频率的限制下，随着间隙波动方差的增加，电导率被抑制。特别是，直流电导率总是被抑制的随机时间质量与非零的平均值和零温度极限消失。我们的研究结果是补充最近获得的静态随机间隙在有限尺寸系统中的无序。
2012-09-07 cond-mat.mes-hall
Enhanced current rectification in graphene nanoribbons: Effects of geometries and orientations of nanopores
我们讨论了在石墨烯纳米管（GNR）中实现整流操作的可能性。对于要成为整流器的系统，它必须是物理不对称的，并且我们通过引入纳米孔来诱导GNR中的不对称性。不同结构的纳米孔的整流性能进行了讨论。我们发现，纳米孔的形状和取向是关键和敏感的程度的电流整流。由于费米能的选择对于获得显著的电流整流是至关重要的，因此还针对纳米孔的特定形状研究了费米能对电流整流程度的明确依赖性。最后，纳米孔径的作用和不同的空间分布的静电势分布在整个GNR进行了讨论。鉴于所提出的方法的简单性和有前途的结果，本命题可能导致一种新的路线，得到电流整流在不同种类的材料，其中纳米孔可以选择性地形成。
2021-12-09 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.comp-ph
Teraherz photomixing using plasma resonances in double-graphene layer structures
我们提出了太赫兹（THz）光混频的概念，通过带间电子跃迁，由于双石墨烯层（双GL）结构中的调制光辐射的吸收和等离子体振荡的共振激发。使用开发的双GL光混合器（DG-PM）模型，我们描述了它的操作和计算的设备特性。太赫兹辐射的输出功率在等离子体共振频率处呈现尖锐的共振峰。在相对较低的频率下，峰值功率明显超过输出功率。由于相对较高的量子效率的光吸收在GL和短的GL间渡越时间，建议DG-PM工作在共振等离子体振荡制度可以超过基于标准异质结构的光混合器。
2013-05-03 cond-mat.mes-hall
Mid-infrared plasmons in scaled graphene nanostructures
等离子体激元利用电子对电磁波的集体响应，使光学器件的缩放超过衍射极限。在这里，我们展示了深度缩放的石墨烯纳米结构中的中红外（4至15微米）等离子体激元，其波长低至50 nm，比自由空间中的共振光波长小100倍以上。我们揭示，第一次，石墨烯等离子体激元通过其固有的光学声子和散射的边缘的关键阻尼通道。当允许通过光学声子的发射进行阻尼时，观察到20飞秒和更小的等离子体激元寿命。此外，与非极性类金刚石碳（DLC）基板相比，石墨烯纳米结构下方的SiO2基板中的表面极性声子导致显著改性的等离子体激元分散和阻尼。当等离子体共振频率接近极性声子频率时，实现了大大降低的阻尼。我们的研究为石墨烯在从亚太赫兹到中红外前所未有的宽波长范围内的等离子体波导，调制器和探测器中的应用铺平了道路。
2012-09-10 cond-mat.mes-hall
Zitterbewegung of electrons in graphene in a magnetic field
描述了在外部磁场存在下，石墨烯中电子的颤动运动[Zitterbewegung（ZB）]引起的电流和空间位移。考虑了石墨烯布里渊区中两个不等价的$K$点的贡献。结果表明，当电子以波包形式制备时，量子化磁场$B$的存在对ZB有非常重要的影响。(1)对于$B\neq 0$，ZB振荡是永久的，对于B=0，它们是瞬态的。(2)对于$B\neq 0$，出现许多ZB频率，对于B=0，只有一个频率起作用。(3)对于$B\neq 0$，带间和带内（回旋）频率都对ZB有贡献，对于B=0，没有带内频率。(4)磁场强度不仅改变了ZB频率，而且改变了ZB谱的整体特征。本文提出并描述了一种由颤动电子发射的电磁偶极辐射。有人认为，石墨烯在磁场是一个很有前途的系统的Zitterbewegung的实验观察。
2008-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear Electrodynamic Properties of Graphene and Other Two-Dimensional Materials
石墨烯是第一种真正的二维（一个原子薄）材料，具有强非线性电动力学和光学性质。在低（微波，太赫兹）频率下，这是由于石墨烯独特的电子特性-其电子和空穴的“相对论”线性能量分散。在高频（红外，可见光），由于电子和空穴带之间的带间跃迁，其非线性响应函数具有共振。这些共振在频率轴上的位置取决于费米能量或载流子密度，其可以通过在石墨烯场效应晶体管中施加栅极电压而改变。这为电控制非线性石墨烯响应提供了独特的机会，这是传统（三维）非线性光学材料所不具备的特性。在本文中，我们给出了一个简短的概述，在这个快速发展的物理领域的最新技术水平，并提出了我们最近在这一领域的一些成果。特别是，我们讨论了传统的三维和新的二维晶体的非线性响应函数和参数之间的本质区别。
2018-10-01 cond-mat.mes-hall
Resonant plasmonic terahertz detection in graphene split-gate field-effect transistors with lateral p-n junctions
我们评估了基于场效应晶体管（FET）的谐振太赫兹（THz）探测器，所述场效应晶体管（FET）具有分裂栅极、电诱导横向pn结、均匀石墨烯层（GL）或穿孔（在pn结耗尽区）石墨烯层（PGL）沟道。穿孔耗尽区形成纳米结构或纳米带的阵列，从而为空穴和电子创建势垒。GL-FET和PGL-FET检测器的操作与通过沟道的p和n部分中的束缚等离子体激元振荡的激发而增强的横向pn结两端的ac电流的整流相关联。使用开发的器件模型，我们发现GL-FET和PGL-FET探测器的特性。这些探测器可以在接近等离子体共振频率的THz辐射频率处表现出非常高的电压响应度。这些频率可以有效地进行电压调谐。我们表明，在PL-FET探测器的电流整流的主导机制是由于隧穿非线性，而在PGL-FET探测器的电流整流主要是与电子过程。由于PGL-FET检测器中的pn结电导低得多，它们的谐振响应可以比对应于相当高的检测器响应度的GL-FET检测器中显著得多。
2016-04-18 cond-mat.mes-hall
Unconventional plasmon-phonon coupling in graphene
利用自洽线性响应理论计算了石墨烯中等离子体激元和内禀光学声子的杂化。我们发现，纵向等离子体激元（横向磁模式）只耦合到横向光学声子，而石墨烯的横向等离子体激元（横向电模式）只耦合到纵向光学声子。这种偏振的混合与其他系统中通常的等离子体-声子耦合相反。通过增加载流子的浓度，对于横向（纵向）声子，声子频率的所得变化增加（减小）。
2011-04-04 cond-mat.mes-hall
Effect of uniaxial strain on the Drude weight of graphene
我们研究了石墨烯导电性中的Drude重量对施加的单轴应变的强度和取向的依赖性。我们发现一个非单调应变依赖，这可能与接近几个应变诱导的电子拓扑转变。考虑到德鲁德重量和长波长等离子体频率之间的关系，这种应变依赖性可以通过红外光谱测量来证明。
2010-09-17 cond-mat.mes-hall
Phonons in Twisted Bilayer Graphene
我们从理论上研究了不同旋转角度下AA-堆叠、AB-堆叠和扭曲双层石墨烯中的声子色散。计算采用Born-von-Karman模型计算层内原子间相互作用，采用Lennard-Jones势计算层间相互作用。结果表明，堆积阶数对离面声学声子模的影响最大。扭曲双层石墨烯和AA-或AB-堆叠双层石墨烯中的声子态密度的差异出现在声子频率范围90 - 110 1/cm中。扭曲双层石墨烯导致新的声子分支的出现-称为纠缠声子-其起源于布里渊区中来自不同高对称方向的声子模式的混合。纠缠声子的频率强烈地依赖于旋转角，并且可以用于非接触识别石墨烯样品中的扭转角。所得到的结果和表列的频率的声子在扭曲的双层石墨烯的实验拉曼数据的解释和确定这些材料系统的热导率是重要的。
2013-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Twist-controlled resonant tunnelling in graphene-boron nitride-graphene heterostructures
由二维原子晶体制成的范德华异质结构技术的最新发展已经导致了对新物理现象的观察，如金属-绝缘体转变和库仑阻力，以及功能器件的实现，如隧道二极管，隧道晶体管和光伏传感器。不仅通过选择叠层中的材料，而且还通过通过调节组件层的内置应变和相对取向可实现的附加微调，可获得对电子特性的前所未有的控制程度。在这里，我们展示了如何仔细对齐两个石墨烯电极的晶体取向，在晶体管器件中由一层六方氮化硼（hBN）隔开，可以实现共振隧穿，保持电子能量，动量和潜在的手性。我们展示了器件特性中的谐振峰和负微分电导如何引起可调谐的射频振荡电流，该电流具有未来高频技术的潜力。
2014-09-08 cond-mat.mes-hall
High field response of gated graphene at THz frequencies
研究了蓝宝石和石英衬底上单层和多层石墨烯薄膜的非线性太赫兹（THz）传输特性与费米能级的关系。这两个样品分别代表了低场杂质散射的两个极限：短程中性散射和长程带电杂质散射。我们观察到的字段振幅增加，由于带内吸收漂白开始在高于8 kV/cm的字段的传输增加。这种效应源于场诱导的太赫兹电导率的降低，这强烈依赖于费米能量。我们占带内吸收使用自由载流子德鲁德模型，包括中性和带电杂质散射以及光学声子散射。我们发现，虽然在单层和五层样品的费米能级的依赖性是完全不同的，都表现出很强的依赖于场的振幅，不能单独的晶格温度的增加的基础上解释。我们的研究结果提供了一个更深入的了解在太赫兹频率和适度的kV/cm场强下运行的石墨烯设备中的非线性存在的运输。
2015-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ab initio investigation of optical properties in triangular graphene - boron nitride core-shell nanostructures
采用密度泛函理论计算了具有三角形截面的原子级核壳结构石墨烯-氮化硼纳米片的光学性质。光学性质可以通过使用不同尺寸和比例的核-壳材料来调节。指出了非偏振光在不同光矢方向上的吸收所表现出的各向异性效应。
2014-12-23 cond-mat.mes-hall
Appearance of Negative Differential Conductivity in Graphene Nanoribbons at High-Harmonics
我们从理论上研究了石墨烯纳米带在直流和交流偏置驱动场作用下的电流动力学。我们发现，石墨烯纳米带表现出负的高次谐波微分电导率。当偏置电场在外加交流电场幅值附近时，出现负微分电导。我们还观察到偶数和奇数高次谐波负微分电导率在两个相称的频率波混合。偶次谐波比奇次谐波更明显。提出了本方法在石墨烯中偶次谐波处产生太赫兹频率的可能用途。
2012-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear optical conductivity of a generic two band systems, with application to doped and gapped graphene
我们提出了一个一般的配方来计算动态的光学电导率，超出线性响应制度，任何电子系统的准粒子色散是由两个带模型描述。我们的唯象模型是基于光学布洛赫方程。在稳态制度，它产生的人口反转和带间相干性，这是非线性的光场强度，包括有限的掺杂和温度效应的解析解。我们明确地表明，光学非线性是由一个单一的无量纲参数，这是成正比的入射场强和成反比的光频率。这种识别导致了一个统一的方法来研究动态电导率和差分透射光谱在很宽的范围内的光频率，光场强度。我们使用我们的形式来分析计算掺杂和带隙石墨烯的非线性光学电导率，推导出$σ_0={e^2}/4\hbar$在低光强度（或等效高频）的线性响应区域中的公知通用交流电导率，以及在高激光强度（或低频）下出现的非线性偏差，包括有限掺杂和带隙开放的影响。
2016-06-16 cond-mat.mes-hall
Optical Properties of Strained Graphene
在Kubo-Greenwood理论框架内研究了单轴应变石墨烯的光学电导率。聚焦于带间吸收，我们分析和量化了在光谱的可见光区域中的通用透明性的击穿，并且解析地表征了作为应变和偏振的函数的透明性。测量作为入射偏振的函数的透射率直接反映应变的大小和方向。此外，方向相关的选择规则允许识别的晶格取向，通过监测的范霍夫转换。石墨烯中的这些光弹性效应可以朝向原子级薄的宽带光学元件进行探索。
2010-12-01 cond-mat.mes-hall
Lorentz force effects for graphene Aharonov-Bohm interferometers
我们调查磁偏转的电流，流过Aharonov-Bohm干涉仪定义在石墨烯。我们考虑在纳米带以及蚀刻的量子环封闭的n-p结诱导的设备。偏转效应对电导的影响与环局域准束缚态的性质密切相关。这些状态的能量、它们的寿命和电导振荡的周期性由在干涉仪内循环的电流的方向确定。讨论了高磁场下电导高次谐波的形成和谷间散射的作用。
2016-11-09 cond-mat.mes-hall
Optical properties of hydrogenated graphene superlattices
University of Rome Tor Vergata（罗马托尔维加塔大学）；Belarusian State University（白俄罗斯国立大学）
通过第一性原理计算，研究选择性氢化形成的石墨烯超晶格中准金属与介电区域交替结构，发现其可产生远红外乃至太赫兹频段的强且孤立的激子吸收峰。
2026-09-24 cond-mat.mes-hall
High-frequency gate manipulation of a bilayer graphene quantum dot
我们报告了双栅双层石墨烯量子点的输运数据。在库仑阻塞测量中，发现栅介质Cytop（TM）即使在低温下也提供显著的电子稳定性。此外，我们证明了门操作与方形电压脉冲在频率高达100 MHz，并表明，信号幅度不受电容耦合背栅的存在。
2012-06-19 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
Deep-ultraviolet electroluminescence and photocurrent generation in graphene/hBN/graphene heterostructures
六方氮化硼（hBN）是一种具有约5.96 eV宽带隙的范德华半导体。尽管hBN具有间接带隙特性，但由高能电子或光子激发的载流子通过强电子-声子相互作用在深紫外（DUV）频率下有效地发射发光，这表明潜在的DUV发光器件应用。然而，迄今为止，来自hBN的电致发光尚未在DUV频率下得到证实。在这项研究中，我们报告了室温下石墨烯/hBN/石墨烯异质结构的DUV电致发光和光电流产生。从石墨烯电极到hBN的带边缘中的隧穿载流子注入使得能够在DUV频率下实现突出的电致发光。另一方面，在DUV激光照射和外部偏置电压下，石墨烯电极有效地收集hBN中的光激发载流子，这产生高光电流。激光激发显微光谱表明，异质结构中的辐射复合和光生载流子激发过程主要源于hBN的原始结构和层错。我们的工作为基于hBN的高效深紫外光发射和检测器件提供了一条途径。
2021-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Layer breathing and shear modes in multilayer graphene: A DFT-vdW study
本文利用具有vanderWaals（vdW）泛函的密度泛函理论（DFT）研究了多层石墨烯的结构和振动性质。首先，我们分析不同的vdW泛函比较评估的晶格参数，弹性常数和振动频率的低能光学模式的石墨。我们的研究结果表明，vdW-DF 1-optB 88泛函具有最好的整体性能的振动特性的描述。接下来，我们使用该泛函来研究vdW相互作用对多层石墨烯的结构和振动性质的影响。具体来说，我们评估结合能，层间距离和声子频率的层呼吸和剪切模式。我们观察到我们的计算结果和可用的实验数据之间的良好的协议，这表明，该功能具有真正的预测能力层呼吸和剪切频率尚未测量。这表明仔细选择的vdW泛函可以以良好的准确度描述石墨烯相关系统中的层间键合。
2019-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
