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
Anomalous Hall Coulomb drag of massive Dirac fermions
狄拉克费米子的研究非常活跃，大质量狄拉克费米子的量子化反常霍尔效应的发现刺激了低能电子学的发展。一些承载狄拉克费米子的材料是层间相干效应的天然平台，例如库仑阻力和激子凝聚。在这里，我们确定的作用所发挥的反常霍尔效应库仑阻力在大质量狄拉克费米子系统。我们专注于拓扑绝缘体薄膜的主动层和被动层的面外磁化。的横向响应的主动层是由一个拓扑项所产生的Berry曲率。我们发现，拓扑机制并没有贡献库仑阻力，但在被动层的纵向阻力引起的横向阻力流。这种反常的霍尔拖曳电流是独立的有源层磁化，这一事实可以通过实验验证。它依赖于非单调的无源层磁化，表现出一个峰值，在低密度变得更加明显。这些发现将激发新的实验和定量研究的异常霍尔阻力。
2016-10-19 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
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
Renormalization of the Coulomb blockade gap due to extended tunneling in nanoscopic junctions
在这项工作中，我们讨论了有限程电子-电子相互作用和有限程隧道效应对超小型隧道结输运性质的综合影响。我们发现，库仑阻塞现象是深刻的影响之间的相互作用的几何形状和屏蔽性能的接触。特别是，如果相互作用范围小于隧穿区的大小，则出现“弱相关”机制，其中库仑阻塞间隙$\D$显著减小。在这种情况下，$\D$不是简单地由结的常规充电能量给出，因为它被电子在延伸接触上隧穿所需的能量强烈地重整化。
2012-07-23 cond-mat.mes-hall
One-dimensional Coulomb problem in Dirac materials
本文研究了一维库仑势在一类准相对论系统中的应用，即所谓的Dirac-Weyl材料。我们得到的精确解的移位和截断库仑问题，与波函数表示的特殊功能（即惠特克功能），而能量谱必须通过解决方案确定超越方程。最值得注意的是，存在临界带隙，在该临界带隙以下，在原子坍缩的表现中，某些低位量子态丢失。
2014-11-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
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 interactions, Dirac sea polarization and $SU(4)$ symmetry breaking of the integer quantum Hall states of graphene
研究了充满狄拉克海对具有长程库仑相互作用的石墨烯整数量子霍尔态的$SU(4)$对称性破缺的影响.我们的模型还包括哈伯德和最近邻排斥相互作用的强度分别为$U$和$V$。我们发现，$n=0$朗道能级的对称性破缺导致狄拉克海的$SU(4)$极化。这将导致在几个阶段，是缺席时，狄拉克海的影响被忽略。我们在$U$ - $V$空间中计算相图。我们还计算了所有相位在倾斜磁场中的激励间隙。我们比较我们的模型结果与实验，并找到一个范围内的$U$和$V$是与他们一致的。
2015-11-12 cond-mat.mes-hall
Slow noncollinear Coulomb scattering in the vicinity of the Dirac point in graphene
利用偏振分辨泵浦-探测光谱和微观理论研究了石墨烯在狄拉克点附近的库仑散射动力学。共线库仑散射在径向远离狄拉克点指向的k方向上快速热化载流子分布。然而，我们的研究表明，在几乎本征的石墨烯中，依赖于非共线散射的所有方向的完全热化要慢得多。对于低光子能量，载流子光学声子过程被强烈抑制和库仑介导的非共线散射是非常缓慢的，即在ps的时间尺度上。这种效应对于基于热载流子效应的红外和THz器件是非常有前途的。
2018-05-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
Coulomb interactions and renormalization of semi-Dirac fermions near a topological Lifshitz transition
我们的目标是了解如何的光谱半狄拉克费米子重整化由于长程库仑电子-电子相互作用在拓扑Lifshitz过渡，两个狄拉克锥合并。在跃迁时，电子光谱的特征是在一个方向上有大量的二次色散，而在另一个方向上保持线性。我们发现，在最低阶，裸微扰理论中对准粒子质量的非常规对数平方（双对数）修正导致微扰重整化群方程的精确全解重化为强质量重整化.这种行为有效地消除了色散的曲率，并导致狄拉克锥恢复在低能量：系统流向狄拉克色散，这是各向异性的，但线性的动量，与相互作用依赖的对数调制。与恢复的临界狄拉克谱相关的贝里相位为零--这一性质由时间反演对称性保证，并且不受重整化的影响。我们的结果是在对比的行为，已发现在大-$N$的方法。
2021-01-06 cond-mat.mes-hall
Renormalization of modular invariant Coulomb gas and Sine-Gordon theories, and quantum Hall flow diagram
利用重整化群（RG）研究了二维电磁库仑气体和模群SL（2，Z）下不变量的推广Sine-Gordon理论。流程图是建立从缩放方程，我们得出的临界行为在各个过渡点的图。在提出不同量子霍尔流体之间的SL（2，Z）对偶性之后，我们讨论了这种流体与全局量子霍尔相图之间的类比。
1998-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Renormalization Group Approach to Stability of Two-dimensional Interacting Type-II Dirac Fermions
II型外尔/狄拉克费米子是传统或I型外尔/狄拉克费米子的推广，其圆锥谱倾斜，使得费米面在二维中变成线，在三维中变成面，而不是传统外尔/狄拉克费米子的离散点。与质量无关的重整化群计算表明，倾斜参数随尺度单调减小，导致二维Ⅱ型Weyl/Dirac费米子向Ⅰ型费米子的跃迁.由于费米面的非平凡性，光子通过手征反常部分获得有限质量，导致Weyl/Dirac费米子的强屏蔽效应。因此，各向异性的第二类狄拉克半金属对库仑相互作用变得稳定。这项工作提供了深刻的洞察费米面的几何形状和库仑相互作用之间的相互作用。
2017-05-12 cond-mat.mes-hall
Renormalization group analysis of graphene with a supercritical Coulomb impurity
我们发展了一种场论方法来研究超临界库仑势中的无质量狄拉克费米子。通过在势中心引入Aharonov-Bohm螺线管，可以使临界库仑荷任意小，从而使微扰重整化群分析成为可能。我们证明了粒子在势心反射的散射振幅具有重整化群极限环，即，作为散射能量的函数的对数周期旋转，揭示了离散尺度不变性的出现。这一结果进一步纳入计算的感应电荷和电流密度，原来有幂律尾部的系数对数周期相对于从潜在的中心的距离。我们的发现与之前通过直接求解狄拉克方程获得的预测一致，并且原则上可以通过带电杂质的石墨烯实验来实现。
2016-08-29 cond-mat.mes-hall nucl-th
Magneto-Coulomb Drag and Hall Drag in Double-Layer Dirac Systems
我们发展了一个在强磁场中石墨烯层间动量转移的库仑阻力理论。该理论旨在应用于与朗道能级分离相比弱的无序系统，因此朗道能级混合弱，但与单个朗道能级内的相关能相比强，因此分数量子霍尔物理学不相关。我们发现，在对比的零场限制，纵向磁库仑阻力是有限的，实际上达到最大值的同时电荷中性点（CNP）的两个层。我们的理论还预测了一个相当大的霍尔阻力在远离CNP的密度。
2017-11-17 cond-mat.mes-hall
Anomalous thermodynamics of Coulomb interacting massless Dirac fermions in two spatial dimensions
本文讨论了二维空间中$N$无质量狄拉克费米子与1/r库仑相互作用时的比热相对于无相互作用的狄拉克费米子在热力学上受到抑制。对数的（无量纲）系数在大的$N$展开式中以最高阶解析计算，但在$e^2N$中以所有阶解析计算，这是一个考虑有限温度屏蔽的程序。这种效应的实验观察预计将发生在嵌入电介质中的单层石墨烯中。其依赖于介电常数的解析计算。
2007-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Many-body renormalization of Landau levels in graphene due to screened Coulomb interaction
从理论上研究了库仑相互作用引起的石墨烯在强磁场中朗道能级的重正化，并将计算结果与两个载流子密度相关的扫描隧道光谱实验进行了比较.在相互作用的存在下，朗道能级的能量与其数目和磁场的平方根关系近似保持不变。在无规相位近似下，采用静态屏蔽相互作用对重整化费米速度进行了多体计算，结果与实验结果吻合良好。的筛选在实现定量agreement.The主要贡献观察到的快速对数增长的重正化费米速度接近电荷中性点的关键作用被发现原来是由单纯的交换相互作用的影响，但在降低载流子密度的屏蔽减弱。自我一致的治疗筛选的重要性也得到了证明。
2018-02-06 cond-mat.mes-hall
General solution vs spin invariant eigenstates of the Dirac equation with the Coulomb potential
利用狄拉克方程的算子不变量，即狄拉克、约翰逊-李普曼和最近发现的新的不变量，得到了库仑势中电子的狄拉克方程的解。证明了这些算符是自旋不变量。构造了广义不变量，求出了Dirac方程的精确通解，特别是计算了对应于这三组不变量的双旋量及其本征值和量子数的显式表达式.证明了单中心库仑-狄拉克方程的通解含有自由参数。改变这些参数中的一个或多个，可以将狄拉克方程的一个解变换为任何其他解。首次证明了这些不变量决定了每个量子态中电子的空间几率振幅和自旋极化。电子的概率密度和自旋极化显式计算的一般形式中的几个电子态的类氢能谱。这些特性的空间分布基本上取决于不变集，演示，尽管偶然的简并的能级，物理差异的状态对应于不同的自旋不变量。
2021-11-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dynamic response functions of two-dimensional Dirac fermions with screened Coulomb and short-range interactions
我们考虑了屏蔽库仑相互作用的电子在石墨烯和确定其动态响应函数，如纵向和横向电导率和极化函数，并将它们的短程相互作用模型中的相应量进行比较。通过考虑电子速度的自能重整化和使用梯形近似来考虑顶点校正，确保沃德恒等式（电荷守恒定律）得到满足，对短程相互作用的所有阶数进行计算。我们的研究结果预测了在低于阈值$qv=ω$的特定频率下相互作用的电子-空穴对的共振响应，并进一步预测了足够强相互作用的不稳定性。
2020-04-12 cond-mat.mes-hall
Effect of Coulomb Interaction on Seebeck Coefficient of Organic Dirac Electron System $α$-(BEDT-TTF)$_2$I$_3$
受最近热电效应研究结果的启发，我们显示了库仑相互作用的Seebeck系数的基础上扩展的哈伯德模型，描述了一个轻微掺杂的有机狄拉克电子系统，$α$ -（BEDT-TTF）$_2$ I $_3$的电子态的影响。结果表明，库仑相互作用的Hartree项增强了电子-空穴能量能带结构的不对称性，改变了杂质散射对弛豫时间的能量依赖性，从而反映了态密度的形状.因此，塞贝克系数表现出非单调的$T$的依赖性，定性与实验结果一致。此外，我们还表明，塞贝克系数和霍尔系数的符号计算的线性响应理论不一定对应的符号的化学势使用修改后的Weyl模型与电子空穴不对称。这些结果指出，通过强库仑相互作用改变电子-空穴的不对称性，有可能控制Dirac电子系统中Seebeck系数的符号和大小.
2020-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Correlated second-order Dirac semimetals with Coulomb interactions
利用重整化群研究了长程库仑相互作用对二阶狄拉克半金属低温性质的影响。与一阶Dirac半金属相比，在连续极限下，全旋转对称性也被破坏，低能物理过程由两个无量纲参数控制：无量纲耦合常数和各向异性参数之比.我们表明，前者流到零，后者流到一个固定的值在低能量。因此，人们可以根据重整化微扰理论计算物理量。作为应用，我们通过求解重整化群方程确定了比热随温度的变化关系。在完全旋转对称性破缺之后，存在交叉温度标度$T_c$（和长度标度$L_c$）。只有当温度远小于$T_c$时，物理量才接近一阶狄拉克半金属的值。同样，当距离小于$L_c$时，屏蔽库仑势将变为各向异性，而在其尾部恢复为未屏蔽形式。
2021-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Conductivity of Coulomb interacting massless Dirac particles in graphene: Regularization-dependent parameters and symmetry constraints
我们计算库仑修正$\mathcal{C}$到a。C.在正则化独立的框架下，使用极化张量方法，在无碰撞极限下，研究了石墨烯中相互作用的无质量狄拉克粒子的电导率。任意的参数，从不同的几何发散的积分之间的差异是固定的物理基础上，只利用空间$O(2)$旋转不变性的模型，相当于横向的偏振张量。因此，在该有效模型中，明确确定$\mathcal{C}$为$(19- 6π)/12$。我们比较我们的结果与显式正则化，并讨论了文献中发现的其他结果的起源$\mathcal{C}$。
2013-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Influence of Coulomb interaction on the anisotropic Dirac cone in graphene
各向异性狄拉克锥可以出现在许多相关电子系统中，例如铜酸盐超导体和变形石墨烯。利用重整化群方法和1/N展开研究了长程库仑相互作用对各向异性石墨烯物理性质的影响，其中N为Dirac费米子的味.我们的显式计算表明，各向异性的费米子速度流单调的各向同性的固定点在最低的能量限制在干净的石墨烯。然后，我们将三种类型的障碍，包括随机化学势，随机规范势，和随机质量，并表明库仑相互作用和障碍的相互作用，可以导致丰富和不寻常的行为。在强库仑相互作用和随机化学势的存在下，费米子速度在低能时趋于零，系统成为奇异的各向异性绝缘体.当存在库仑相互作用和其他两种无序时，系统比干净情况更快地流向各向同性低能不动点，表现出非费米液体行为.我们还研究了库仑相互作用的非微扰效应，重点研究了速度各向异性对动力学能隙的影响。结果表明，动力学能隙随费米子速度的减小（增大）而增大（抑制），但随速度各向异性的增大而减小。
2015-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coulomb interactions of massless Dirac fermions in graphene; pair-distribution functions and exchange-driven spin-polarized phases
石墨烯中的准二维电子在两个费米点附近的低能区表现为无质量的费米子，服从Dirac-Weyl方程。研究了石墨烯中自旋极化相的稳定性。的交换能量从分析的对分布函数进行评估，并通过一个非常相似的四分量的2D电子流体，这是以前已经调查的相关能量估计。SPP出现足够高的掺杂，当单独的交换能被认为是。然而，发现包含相关性以{ \it抑制}理想石墨烯中的自旋-相变。
2006-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Breaking whispering-gallery modes of massless Dirac fermions in graphene quantum dots by Coulomb interaction
库仑相互作用在局域能级（束缚态）或电子平带中具有核心重要性，并且可能导致许多奇异量子相，例如石墨烯系统中的磁性相、超导相和拓扑相1 -14。在石墨烯单层中，载流子的相对论无质量狄拉克费米子性质使我们能够实现前所未有的准束缚态，其通过回音壁模式（WGM）暂时捕获，寿命（捕获时间）为~ 10 fs，在圆形石墨烯量子点（GQD）中15-20。在这里，我们表明，库仑相互作用仍然起着主导作用，在确定的电子性质的时间限制准束缚态。我们的扫描隧道显微镜（STM）和光谱（STS）测量表明，在GQD中的离散准束缚态将分裂成两个峰值时，它是部分填充。两个分裂峰的能量分离与GQD有效半径的倒数呈线性增加，表明分裂源于库仑相互作用。此外，我们发现两个分裂态的实空间分布在GQD的不同区域分开，以减少库仑相互作用，导致准束缚态的WGM破缺。
2020-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fermi liquid approach to the quantum RC circuit: renormalization-group analysis of the Anderson and Coulomb blockade models
我们制定了一个通用的方法来研究的低频响应的相互作用的量子点连接到引线中存在的振荡栅电压。耗散的能量的特征在于电荷弛豫电阻，在低能量下的费米液体行为的松散假设下，示出仅取决于静电荷介电常数。在无相互作用的极限下，散射理论的预言得到了恢复，而相互作用的影响只是在公式中用电荷极化率代替态密度。为了证实费米液体图片的情况下，量子RC几何，我们应用重整化群分析，并推导出两个特定的模型的低能哈密顿量：安德森和库仑阻塞模型。安德森模型示出，使用基于巴恩斯奴隶玻色子的场论方法，映射到近藤模型。我们恢复了非对称Anderson模型的Kondo温度的表达式，并计算了电荷的磁化率。将Barnes从玻色子推广到库仑阻塞模型，在该模型中，重整化群分析可以微扰地进行到零能量。所有的计算都符合低能不动点的费米液体性质，并满足Friedel求和规则。
2012-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coulomb interactions in systems of generalized semi-Dirac fermions
本研究通过重整化群分析，证明广义半狄拉克费米子中库仑相互作用引起的对数发散可重求和，从而在微扰区内恢复谱的线性性，并探讨了其对物理观测量的影响。
2025-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
