Pseudospin polarized quantum transport in monolayer graphene
单层石墨烯的能隙提出了一个赝自旋对称性破缺铁磁体与垂直的赝磁化，其方向是通过改变n和p之间的掺杂类型切换。我们证明了电流开关效应在赝自旋版本的自旋阀，其中两个赝铁磁区域通过正常的石墨烯区域接触。所提出的结构具有伪磁阻，定义为伪磁化的平行和反平行排列的电阻的相对差，其可以被调谐到统一。这种完美的伪磁开关被发现表现出很强的鲁棒性，相对于增加的接触长度，我们解释的效果在一个不寻常的长范围渗透到正常区域的平衡赝自旋极化接近赝铁磁体。我们的研究结果揭示了带隙石墨烯实现基于赝自旋的纳米电子学的潜力。
2011-10-04 cond-mat.mes-hall
Gate control of lattice-pseudospin currents in graphene on WS2: Effect of sublattice symmetry breaking and spin-orbit interaction
最近在二硫化钨（WS 2）上生长的石墨烯中观察到了强的自旋轨道相互作用（SOI），导致SOI的能隙打开。石墨烯中的能隙也可以由亚晶格对称性破缺（SSB）引起，其中A亚晶格中的能级不等于B亚晶格中的能级。SSB间隙可以通过在六方氮化硼或碳化硅上生长石墨烯来产生。本文研究了SOI/SSB/SOI带隙石墨烯结的输运特性，重点研究了SOI和SSB相互作用对结的输运特性的影响。我们发现，晶格赝自旋极化（L-PSP）可以通过栅极电压从+100%到-100%进行完美的控制。这是由于在WS 2上生长的石墨烯中，载流子携带“上下”的晶格-伪自旋自由度。单边带隙石墨烯表现出赝铁磁性，起到晶格赝自旋过滤势垒的作用。研究还发现，利用结中的L-PSP特性可以测量石墨烯中的SOI和SSB带隙。所提出的晶格赝自旋电流可能适用于石墨烯基赝自旋电子学。
2016-02-12 cond-mat.mes-hall
Effect of pseudospin polarization on wave packet dynamics in graphene antidot lattices (GALs) in the presence of a normal magnetic field
我们已经研究了赝自旋极化在原始石墨烯和石墨烯反点晶格中的电子波包动力学中的作用，该反点晶格受到外部磁场的影响。采用格林函数的形式主义，我们表明，电子动力学可以通过调整赝自旋极化控制。我们发现，在朗道量子化的原始石墨烯的电子波包的传播和Zitterbewegung振荡强烈依赖于赝自旋极化。发现电子波包沿初始赝自旋极化方向传播。我们还表明，在这个系统中，电子的传播可以增强在任何所需的方向上雕刻一个一维的反点晶格在该方向上。该研究表明，石墨烯反点晶格可以作为电子输运的通道，通过赝自旋极化，反点电位和施加的正常磁场强度的可调谐性的可能性。
2021-03-06 cond-mat.mes-hall
Pseudospin rotation and valley mixing in electron scattering at graphene edges
在石墨烯中，赝自旋和谷味作为新类型的量子自由度出现，这是由于蜂窝晶格分别包括布里渊区中的两个子晶格（A和B）和两个不等价的狄拉克点（K和K '）。石墨烯独特的电子性质导致了诸如克莱因隧道效应、维斯拉格透镜和谷极化电流等引人注目的现象。在这里，我们调查的赝自旋和谷在石墨烯边缘的电子散射的作用，并表明它们是强烈相关的短波长振荡和缓慢衰减的拍模式的电荷密度调制。用最近邻紧束缚方法和第一性原理密度泛函理论计算的理论分析与我们的扫描隧道显微镜的实验数据吻合得很好。我们相信，这项研究将导致有用的应用石墨烯的“谷电子学”和“赝自旋电子学”。
2011-02-07 cond-mat.mes-hall
Spintronics and Pseudospintronics in Graphene and Topological Insulators
用无质量Dirac方程描述了石墨烯和拓扑绝缘体中的二维电子系统。虽然这两个系统具有相似的哈密顿量，但它们在自旋轨道耦合强度方面是极性相反的。我们简要回顾了在石墨烯中实现长自旋弛豫时间的努力，其弱自旋轨道耦合，并实现大电流诱导的自旋极化的拓扑绝缘体表面状态，具有强自旋轨道耦合的状态。我们还评论了两个系统的磁响应和稀矩耦合特性之间的差异，以及双层石墨烯中巨磁电阻的赝自旋模拟。
2013-08-15 cond-mat.mes-hall
Role of pseudospin in quasiparticle interferences in epitaxial graphene probed by high-resolution scanning tunneling microscopy
赝自旋是与石墨烯蜂窝结构相关的额外自由度，是这种材料中发现的许多突出电子特性的原因。这篇文章提供了一个清晰的理解，这样的赝自旋影响的准粒子干扰的单层（ML）和双层（BL）石墨烯测量低温扫描隧道显微镜和光谱。我们已经使用这种技术来映射，具有非常高的能量和空间分辨率，在本机无序的存在下，在SiC（0001）上外延生长的ML和BL石墨烯的局域态密度的空间调制。我们执行这样的调制，包括波矢量的倒易晶格的单位矢量的傅立叶变换分析。我们的数据表明，准粒子的干扰与一些特定的散射过程被抑制在ML石墨烯，但不是在BL石墨烯。最重要的是，与谷内背散射相关的2qF波矢量的干扰在ML石墨烯中没有测量到，即使在具有最高分辨率的图像上也是如此。为了阐明赝自旋在准粒子干涉中的作用，我们使用了一个简单的模型，它很好地捕捉了我们数据上观察到的主要特征。该模型明确地表明，石墨烯的赝自旋是负责这种抑制ML石墨烯中的准粒子干扰功能，特别是那些与2qF波矢。这也证实了扫描隧道显微镜是一种独特的技术，可以在纳米精度的真实空间中探测石墨烯样品中的赝自旋。最后，我们表明，这样的观察是强大的能量和获得高精度的分散的π带ML和BL石墨烯在费米能级附近，提取其主要的紧束缚参数。
2012-08-27 cond-mat.mes-hall
Pseudo-zero-mode Landau levels and pseudospin waves in bilayer graphene
在磁场中的双层石墨烯支持八个零能量朗道能级，随着可调带隙的发展，这些朗道能级演变成由带隙分开的两个近简并的四重态。一个密切关注的性质，这样一个孤立的四重态的伪零模能级在半填充的存在下，在一个平面内的电场和库仑相互作用。伪零模水平原来支持，通过轨道混合，电荷载流子与诱导的电偶极矩，这导致特征集体激发，pseudosin波，具有一些可控的功能，可能的实验信号进行了讨论。
2009-12-11 cond-mat.mes-hall
Intense Terahertz Laser Fields Induced and Manipulated Pseudospin Polarization in Graphene
利用Floquet定理，通过精确求解含时薛定谔方程，研究了单层石墨烯在强太赫兹激光场作用下赝自旋依赖的密度-能量关系.我们发现圆偏振太赫兹激光场可以诱导赝自旋极化。当K谷和K $^{\prime}$谷的电子密度相等时，这两个谷的赝自旋极化可以正好相反.此外，我们还发现赝自旋极化可以通过场的强度、频率，特别是极化方向来控制。
2008-07-04 cond-mat.mes-hall
Magnetoresistance in Disordered Graphene: The Role of Pseudospin and Dimensionality Effects Unraveled
我们报告了一个理论低场磁输运研究揭示了赝自旋在弱无序石墨烯基材料的现实模型的影响。使用一个有效的久保计算方法，并模拟氧化物中捕获的电荷的影响，不同的磁导指纹的数值获得的系统尺寸大至0.3平方微米，含有数千万个碳原子。在二维石墨烯中，发现强谷混合不可挽回地产生正的磁导（弱局部化），而从正到负的磁导（弱反局部化）的交叉是通过将无序强度降低到弹道极限来获得的。与此形成鲜明对比的是，横向尺寸为10 nm的石墨烯纳米带没有表现出弱反局域化的迹象，即使是非常小的无序强度。我们的研究结果合理的出现一个复杂的相图的磁导指纹，脱落的微观起源的赝自旋效应的一些新的光。
2011-01-25 cond-mat.mes-hall
A new phenomenon in graphene: The pseudospinorial Zitterbewegung
我们预测了单层石墨烯中一种新的赝自旋相关现象，并对纳米自旋电子器件\emph{via}进行了数值模拟。我们提出了一种新的理论方法来描述狄拉克费米子的动力学，从经典的理论模型。更重要的是，我们发现了每个亚晶格态的概率密度时间分布中的摆动反相振荡的有趣证据，我们称之为赝旋Zitterbewegung效应（PZBE）。PZBE受到强瞬态特性的调制，衰减时间为飞秒。有趣的是，PZBE的几个特征变得可调，甚至在狄拉克点附近完全消失，以及对称的赝自旋配置。我们在一次模拟中观察到了完美的克莱因隧穿和完美的反克莱因背散射的证据，据我们所知，这对Q1 D-MLG来说是前所未有的。
2020-10-17 cond-mat.mes-hall
Ultrafast pseudospin dynamics in graphene
石墨烯中的带间光学跃迁服从赝自旋选择规则。线性偏振光的脉冲激发在动量空间中产生各向异性的光生载流子占据，其在短于100 fs的时间尺度上演化。在这里，我们调查的演变的非平衡电荷朝向各向同性分布的能量密度相关的超快光谱，并开发一个分析模型，能够量化的各向同性化过程。与传统的半导体相比，各向同性是由光学声子发射，而不是电子-电子散射，这仍然有助于在前几个fs内形成各向异性光生载流子占据。
2015-07-30 cond-mat.mes-hall
Pseudospin Order in Monolayer, Bilayer, and Double-Layer Graphene
石墨烯是一种无带隙半导体，其中传导和价带波函数的不同仅在于它们在材料的二维蜂窝晶体结构的两个子晶格上的投影之间的相位差。我们解释了为什么这种情况下创建开口的对称性破缺状态，包括反铁磁状态在单层和双层石墨烯和激子凝聚体在双层石墨烯，这是动量空间类似物的实空间秩序中常见的强局部相互作用的系统。我们讨论了这三种对称性破缺状态之间的一些相似之处和一些差异。
2012-01-18 cond-mat.mes-hall
Spin Manipulation in Graphene by Chemically-Induced Sublattice Pseudospin Polarization
自旋操纵是实现自旋逻辑器件和自旋电子电路的关键挑战之一。石墨烯被认为是实现自旋操纵的理想材料，但到目前为止，新的范例和示范者有限。在这里，我们表明，某些杂质，如氟原子，局部打破亚晶格对称性，而不形成强磁矩，可能会导致自旋输运特性的显着变化。杂质共振能级被发现与长程亚晶格赝自旋极化相关，通过局部解耦自旋和赝自旋动力学，激发了巨大的自旋寿命电子空穴不对称性。在稀杂质的限制下，自旋寿命可以从几百皮秒静电调谐到几纳秒，提供了一个化学工程前所未有的自旋器件功能的协议。
2016-03-02 cond-mat.mes-hall
Pseudospin and Deformation-induced Gauge Field in Graphene
从赝自旋和与赝自旋耦合的规范场的角度，综述了石墨烯中费米能级附近$π$电子的基本性质。本文报道了规范场在电子-声子相互作用和边缘态中的应用。
2008-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature quantum transport signatures in graphene/LaAlO3/SrTiO3 heterostructures
赝自旋量子自由度是石墨烯区别于普通二维金属和半导体的最显着特性之一。赝自旋量子干涉导致弱反局域化（WAL），并受到点缺陷和热扰动的强烈影响，这些缺陷和热扰动破坏了手征性并破坏了相位相干性。在室温下保持和操纵量子输运性质是实现实用的基于赝自旋的石墨烯器件的关键。在这里，我们报告的复杂氧化物异质结构，LaAlO 3/SrTiO 3的石墨烯场效应器件的制造和传输特性。WAL的签名，赝自旋量子干涉的结果，坚持到室温。LaAlO 3/SrTiO 3衬底在抑制短程杂质散射和电子-声子耦合方面起着关键作用。在室温下观察量子输运特征是该系统所独有的，并为开发基于赝自旋的器件和耦合到复合氧化物界面的新型多功能器件提供了新的机会。
2016-07-02 cond-mat.mes-hall
Pseudospin Splitting of the Energy Spectrum of Planar Polytype Graphene-Based Superlattices
研究了平面多型石墨烯超晶格的能谱。结果表明，由于形成超晶格势分布的量子阱的不对称性，它们的能谱发生了赝自旋劈裂。
2015-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pseudospin in optical and transport properties of graphene
我们表明，赝自旋是一个额外的自由度的载体在石墨烯中可以有效地控制通过电子-电子相互作用，这反过来又可以通过改变基板来操纵。特别是，一个平面外的赝自旋组件可以发生导致零场霍尔电流以及偏振敏感的带间光吸收。
2011-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-dependent Pseudospin Mixing in Graphene/Boron Nitride Moire Superlattices
石墨烯中的电子由具有双组分赝自旋的相对论性Dirac-Weyl旋量描述1 -12。狄拉克电子独特的赝自旋结构导致了新出现的现象，如无质量的狄拉克锥2，反常量子霍尔效应2，3和克莱因隧道4，5在石墨烯。操纵电子赝自旋的能力对于新型石墨烯电子学是高度期望的，并且它需要精确控制以在原子水平上区分两个石墨烯子晶格。石墨烯/氮化硼（石墨烯/BN）莫尔超晶格，其中由于B-N原子导致的快速子晶格振荡叠加在缓慢莫尔周期上，提供了一种有吸引力的方法来设计石墨烯中的电子赝自旋13 -18。这种不寻常的莫尔超晶格导致旋量势与不寻常的电子赝自旋杂交，这可以直接通过红外光谱探测，因为光学跃迁对激发态波函数非常敏感。在这里，我们进行石墨烯/BN异质结构的显微红外光谱，并证明莫尔超晶格势是由一个pseudospin-mixing组件类似于一个空间变化的伪磁场占主导地位。此外，我们表明，旋量势敏感地依赖于栅极诱导的载流子浓度在石墨烯，表明从电子-电子相互作用的旋量势的强重整化。我们的研究提供了更深入的理解下旋量莫尔势的石墨烯赝自旋结构，以及令人兴奋的机会，以控制赝自旋在二维异质结构的新型电子和光子纳米器件。
2014-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pseudospin entanglement and Bell test in graphene
我们提出了一种在石墨烯中产生和检测电子和空穴之间的赝自旋纠缠的方法。电子-空穴对由涨落势产生，它们的纠缠由电流相关测量证明。石墨烯中的电子的手性促进了具有在真实空间中定义的（伪）自旋投影角的良好控制的贝尔测试。
2008-07-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electromagnetic coupling of spins and pseudospins in bilayer graphene
本文对双层石墨烯在电场和磁场作用下的电子性质进行了详细的理论研究。利用群论方法，我们推导出了布里渊区K点附近电子态哈密顿量的不变展开式。与包括单层石墨烯的已知材料相比，物理量与外部电（磁）场的分量的任何可能的耦合具有对应物，其中磁（电）场的类似分量耦合到完全相同的量的组合。例如，一个纯电子自旋分裂似乎是我们熟悉的磁性塞曼自旋分裂的磁电模拟。因此，由磁场和电场引起的可测量的热力学响应是完全对称的。由磁场引起的泡利磁化强度与由电场引起的极化强度具有完全相同的函数形式。因此，我们的研究结果揭示了非常规的行为自旋和赝自旋自由度在耦合到外部领域。我们解释了这些违反直觉的耦合是如何与时间反演对称性等基本原理相一致的。例如，只有磁场可以引起宏观自旋极化，而只有垂直的电场可以诱导表征双层石墨烯中谷内轨道运动的亚晶格相关赝自旋自由度的宏观极化。这些由物质场相互作用的对称性强制执行的规则澄清了自旋与赝自旋的本质。我们还提供了相关耦合项的前因子的数值。虽然我们的理论论证使用双层石墨烯作为例子，但它们通常适用于具有类似对称性的任何材料。
2015-06-30 cond-mat.mes-hall
Theory of pump-probe photoemission in graphene: Ultrafast tuning of Floquet bands and local pseudospin textures
用短脉冲激光控制固体的物理性质是超快材料科学的一个诱人的前景。在连续波高频圆偏振激光驱动下，可以诱导出具有准静态能带结构和量子霍尔效应的光-物质耦合新态--Floquet拓扑绝缘体.尽管设想的Floquet拓扑绝缘体需要良好分离的Floquet带，因此需要高频泵浦，但自然的后续问题是用现实的泵浦激光脉冲在石墨烯中产生Floquet样态。在这里，我们预测，在泵浦-探测实验中可以实现的短低频激光脉冲，在狄拉克点和新的赝自旋纹理的局部光谱间隙的状态可以在石墨烯中实现使用圆光偏振。我们证明，时间和角度分辨的光电子能谱可以跟踪这些状态，通过测量相当大的能隙和准Floquet能带，形成飞秒时间尺度。通过分析Floquet能级交叉和附近的狄拉克点的赝自旋纹理的快照，我们确定过渡到新的状态与光学诱导的非平凡的变化，可以导致Berry曲率修正的电输运和磁化的亚晶格混合。
2014-12-05 cond-mat.mes-hall
Size Quantization in Planar Graphene-Based Heterostructures: Pseudospin Splitting, Interface States, and Excitons
研究了由边缘与带隙石墨烯片接触的无隙石墨烯纳米颗粒制成的平面量子阱器件。非对称量子阱中载流子的尺寸量子化谱显示出赝自旋分裂。一种新型的界面态产生于无隙和有隙石墨烯材料的色散曲线的交叉。计算了平面石墨烯量子阱的激子谱。分析了外加电场对激子谱的影响。
2012-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Generalized Nonequilibrium Quantum Transport of Spin and Pseudospins: Entanglements and Topological Phases
一般的非平衡量子输运方程推导出耦合系统的载流子，狄拉克自旋，同位旋（或谷自旋），和赝自旋，如任何一个带，层，杂质，和边界赝自旋。得到了系统中出现一种、两种或三种不同自旋的极限情况。我们发现，一个特征整数$N_{s}$决定的自旋量子输运方程的形式，无论类型的自旋或赝自旋，以及最大的纠缠熵。这些结果为研究拓扑绝缘体、整数量子霍尔效应拓扑绝缘体（QHE-TI）、量子自旋霍尔效应拓扑绝缘体（QSHE-TI）和近藤拓扑绝缘体（Kondo-TI）中零模和手征/螺旋边缘态的产生机制提供了新的视角.它也揭示了新的光在所观察到的竞争弱本地化和反本地化的自旋相关的量子输运测量。特别是，一种新的机制的本地化和离域，以及新的机制，导致超导性的双层系统的发病似乎自然出现的扭矩纠缠的自旋和pseudospins的非平衡量子输运方程。此外，一般的结果可以作为工程近似的自旋电子器件的量子输运模拟的基础，基于石墨烯和其他2-D材料，如过渡金属二硫属化物（TMD），以及基于拓扑材料表现出量子自旋霍尔效应。将形式主义扩展到自旋电子学和伪自旋电子学是简单的。
2019-03-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Ultrafast Momentum Imaging of Pseudospin-Flip Excitations in Graphene
石墨烯中狄拉克电子的赝自旋表现为光激发电子-空穴对特有的动量各向异性。这些带间激发实际上是禁止沿光的偏振方向，并最大垂直于它。在这里，我们使用时间和角度分辨的光电子能谱调查由此产生的非常规的热载流子动力学，采样载流子分布作为能量和面内动量的函数。我们首先表明，快速建立的准热电子分布最初表现出方位角依赖的温度，通过共线电子-电子散射与弛豫一致。方位热化被发现只发生在较长的时间延迟，在一个速率，取决于基板和静态掺杂水平。此外，我们观察到显着的差异，在n-掺杂样品中的电子和空穴动力学。通过模拟库仑和声子介导的载流子动力学，我们能够解开激发注量，筛选和掺杂的影响，并开发光激发石墨烯中载流子动力学的微观图像。我们的研究结果澄清了新的方面的热载流子动力学是独特的狄拉克材料，与相关的光控实验和光电子器件的应用。
2017-06-20 cond-mat.mes-hall
Transport gap and hysteretic behavior of the Ising quantum Hall ferromagnets in Landau levels $\left\vert N\right\vert >0$ of bilayer graphene
Bernal堆叠的石墨烯双层的Landau能级$\left\vert N\right\vert >0$中的手性二维电子气在这些四重简并态的奇数填充因子$ν_{N}=1,3$下具有谷赝自旋伊辛量子霍尔铁磁行为。在零层间电偏压下，这些填充物处的基态是自旋极化的，电子占据一个谷或另一个谷，而有限的电偏压产生一系列谷赝自旋翻转跃迁。在这项工作中，我们扩展了伊辛行为的手性堆叠多层石墨烯和讨论的伊辛量子霍尔铁磁体的滞后行为。我们计算的运输间隙由于不同的激发：散装电子空穴对，电子空穴对限制在相干区的谷赝自旋畴壁，和自旋或谷赝自旋skyrmion-antiskyrmion对。我们确定这些激发在塞曼耦合，偏置，和磁场的给定值具有最低的能量。
2014-10-15 cond-mat.mes-hall
Beating Fabry-Pérot interference pattern in a magnonic scattering junction in the graphene quantum Hall ferromagnet
研究石墨烯量子霍尔铁磁体中 $ν=-1|0|-1$ 磁子结的Fabry-Pérot干涉，发现极化基态下不同模式干涉产生拍频图样，为揭示低能各向异性提供依据。
2024-09-21 cond-mat.mes-hall
Robust wavefront dislocations of Friedel oscillations in gapped graphene
弗里德尔振荡是一种众所周知的波动现象，它代表了电子波对不完整性的振荡响应。通过利用无隙石墨烯中的赝自旋动量锁定，最近的两个实验证明了通过对应于弗里德尔振荡中波前位错的唯一数量来测量拓扑Berry相位。在这里，我们研究了带隙石墨烯中的Friedel振荡，其中赝自旋-动量锁定被打破。不寻常的是，波前位错确实发生在无带隙石墨烯中，这需要在当前的实验条件下立即验证。波前位错的数量归因于有隙和无隙石墨烯中不变的赝自旋缠绕数。该研究加深了对Friedel振荡中拓扑量与波前位错对应关系的理解，并暗示了在本征能隙二维材料中观察Friedel振荡波前位错的可能性，例如，过渡金属二硫属化物。
2021-03-11 cond-mat.mes-hall
Linear response of doped graphene sheets to vector potentials
二维无质量狄拉克费米子气体是描述单层石墨烯中低能电子的一个非常有用的模型。由于超导电流算符与（亚晶格）赝自旋算符成正比，描述对矢量势的响应的超导电流-电流响应函数恰好与赝自旋-赝自旋响应函数重合。在这项工作中，我们提出了分析结果的波矢量和频率依赖的纵向和横向的赝自旋赝自旋响应函数的非相互作用的MDF。在静态极限的横向响应，然后用来计算非相互作用的轨道磁化率。这些结果是一个出发点的近似赝自旋赝自旋响应函数的建设，将考虑电子-电子相互作用（例如在随机相位近似水平）。它们也构成了一个非常有用的输入电流密度泛函理论的石墨烯片受到时间和空间变化的矢量势的未来应用。
2009-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tuning the pseudospin polarization of graphene by a pseudo-magnetic field
蜂窝晶格的一个有趣的特性是由于机械变形而出现的伪磁场。在石墨烯的情况下，从这个伪磁场产生的朗道量子化已经使用扫描隧道显微镜测量。在这里，我们表明，一个签名的伪磁场是一个局部的亚晶格对称性破缺观察到的局部状态密度的重新分布。这可以被解释为由于应变诱导的伪磁场引起的石墨烯的伪自旋的极化，类似于真实自旋在磁场中的对准。我们揭示了这种亚晶格对称性破缺的可调应变石墨烯使用的扫描隧道显微镜的提示。尖端局部地从SiO $_2$支撑物提升石墨烯膜，如通过$I(z)$曲线的增加的斜率可见的。提升的量与分子动力学计算一致，其揭示了尖端下的高斯形状的变形石墨烯区域。由变形引起的伪磁场作为亚晶格对称性破缺变得可见，其与应变变形的提升高度成比例，并且因此与伪磁场强度成比例。它的大小是定量再现的分析和紧束缚模型，揭示了1000 T的领域。这些结果可能是一个有效的太赫兹谷滤波器的起点，作为谷电子学的基本元素。
2017-03-06 cond-mat.mes-hall
Pseudospin-driven spin relaxation mechanism in graphene
由于石墨烯的小的内在自旋轨道耦合（SOC）和不存在超精细相互作用，在石墨烯中长距离传输自旋信息的可能性导致了对自旋电子学应用的深入研究。然而，测量的自旋弛豫时间的数量级小于最初的预测，而自旋退相及其电荷密度和无序依赖性的主要物理过程仍然无法令人信服地描述传统的机制。在这里，我们解开的自旋弛豫机制，从自旋和赝自旋之间的纠缠随机SOC驱动的石墨烯样品，这使得它独特的。自旋和赝自旋相关的Berry相之间的混合导致快速自旋退相，即使在接近弹道极限时，随着远离狄拉克点的弛豫时间增加，如实验所观察到的。SOC可以由吸附原子、波纹甚至衬底引起，提出了基于赝自旋自由度的新型自旋操纵策略。
2018-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pseudospin for Raman D Band in Armchair Graphene Nanoribbons
通过解析构造扶手椅型石墨烯纳米带拉曼光谱中$D$带的电子-声子相互作用的矩阵元，我们表明赝自旋和动量守恒导致（i）由两个分量组成的$D$带，（ii）仅当入射光和散射光的偏振平行于扶手椅边缘时，$D$带拉曼强度增强，以及（iii）由Kohn异常效应引起的$D$带软化/硬化行为与$G$带的软化/硬化行为相关。几个实验中提到的是相关的这些结果。赝自旋与声子模的边界条件无关，而动量守恒依赖于边界条件。
2012-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Lattice Theory of Pseudospin Ferromagnetism in Bilayer Graphene: Competing Orders and Interaction Induced Quantum Hall States
在平均场理论中，双层石墨烯的大量狄拉克费米子模型具有一族破坏的反转对称性基态，其具有电荷间隙和风味依赖的自发层间电荷转移。我们使用晶格Hartree-Fock模型来探索一些物理控制是否这种类型的对称性破缺状态，它可以被视为一个赝自旋铁磁体，发生在自然界中。我们发现，反演对称性仍然是破缺的晶格模型和估计，转移面密度为$\sim 10^{-5}$电子每碳原子，相关的能隙是$\sim 10^{-2} {\rm eV}$，有序凝聚能是$\sim 10^{-7} eV$每碳原子，和竞争订单之间的能量差在中性点是$\sim 10^{-9} eV$每碳原子。我们探讨了由外部磁场和外部控制的层间电势差引起的量子相变。我们发现，特别是，在一个外部磁场耦合到自发的轨道时刻有利于打破时间反转对称状态，有自发量子化的异常霍尔效应。我们的理论预测的带隙在中性作为层间电势差的函数的非单调行为与最近的实验定性一致。
2010-11-29 cond-mat.mes-hall
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
Theory of interaction-induced renormalization of Drude weight and plasmon frequency in chiral multilayer graphene
我们发展了一个掺杂的多层石墨烯的光学电导率的理论，包括电子-电子相互作用的影响。应用量子动力学的形式主义，我们制定了一套赝自旋布洛赫方程，支配的动力学的非平衡密度矩阵驱动的外部\emph{a.c.}电场的影响下的库仑相互作用。这些方程揭示了一个动力学机制，耦合德鲁德和带间响应所产生的手征性的赝自旋纹理在多层石墨烯系统。我们表明，这导致在相互作用引起的增强的德鲁德重量和等离子体激元频率强烈依赖于赝自旋缠绕数。使用双层石墨烯作为一个例子，我们还研究了更高的能量带的影响，并发现它们贡献了相当大的重整化效应，而不是由一个低能量的两个带的描述。我们认为，这种增强的德鲁德重量和等离子体频率一般发生在材料的特征在于电子手性。
2016-09-25 cond-mat.mes-hall
Berry Phase and Pseudospin Winding Number in Bilayer Graphene
自从双层石墨烯中发现了新颖的量子霍尔效应，并用2 π [K]的Berry相来解释以来，S. Novoselov等人，“Unconventional量子霍尔效应and Berry's phase of 2pi in bilayer graphene”，Nature Phys.2，177（2006）]，已经广泛接受的是，该系统中的低能电子波函数由不同于常规二维电子气的零相的2pi的非平凡Berry相描述。在这里，我们表明：（i）双层石墨烯的相关Berry相位与传统的二维电子气没有什么不同（正如预期的那样，假设Berry相位仅对2pi有意义），以及（ii）在量子霍尔测量中实际观察到的不是Berry相位的绝对值，而是赝自旋缠绕数。
2011-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spontaneous Layer-Pseudospin Domain Walls in Bilayer Graphene
双层石墨烯易受具有自旋和谷依赖层极化的不寻常的对称性破缺状态的影响。我们报告在这些系统中的畴壁的微观研究，表明他们有有趣的微观结构有关的秩序诱导的拓扑字符。我们使用我们的结果来估计Ginzburg-Landau模型参数和双层石墨烯有序态的转变温度。
2014-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Low-energy trions in graphene quantum dots
在包络函数近似下，我们研究了石墨烯量子点中三电子的低能态。在石墨烯中谷赝自旋作为除了自旋之外的电子自由度的存在增加了交换对称性和trion中的电子-电子相互作用之间的相互作用的卷积，导致trion的新状态以及不同于半导体中的低能量trion光谱。由于谷赝自旋的参与，低能谱几乎是简并的，由具有反对称性的态组成（pseudospin）（spin）分量在波函数中，自旋（赝自旋）部分是单线态（三线态）或三线态（单线态），这与半导体中的光谱相反，半导体的基态已知是非简并的，并且在X-三体的情况下总是自旋单线态。我们调查trions在不同的制度之间的量子限制和电子-电子相互作用的竞争，分析和数值计算。数值计算工作是在一个变分方法占整个QD边缘的电子质量不连续性。给出了三电子中电子-空穴关联的结果。讨论了不同量子点尺寸和限制势强度对束缚能的影响。
2014-06-11 cond-mat.mes-hall
Bilayer graphene as an helical quantum Hall ferromagnet
Bernal堆叠中的双层石墨烯中的二维电子气支持整数填充因子$ν\in [-3,4].$下朗道能级N=0中的各种均匀对称性破缺基态。当在填充因子$ν=-1,3$下的层之间施加电势差（或偏压）时，基态从小偏压下的层间相干态演化到较高偏压下的轨道相干态，其中\textit{electric}偶极子与轨道赝自旋在层的平面内自发地有序。在本文中，我们表明，通过进一步增加在这两个填充因子的偏置，二维电子气首先通过Skyrmion晶体状态，然后进入螺旋状态的赝自旋在空间中旋转。Skyrmion态和螺旋态的赝自旋织构是由于在基态中存在轨道相干时，有效赝自旋哈密顿量中存在Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用所致.我们详细研究了螺旋和Skyrmion晶体态的电子结构以及它们的集体激发，然后计算了它们的电磁吸收。
2011-07-27 cond-mat.mes-hall
Valley-selective Klein tunneling through superlattice barrier in graphene
石墨烯电子的特征是在两个谷处有一对赝旋手征相反的无质量狄拉克锥。克莱因隧穿是指这些手征电子穿透高而宽的势垒的有趣能力。这两个谷已被独立处理的文献中，时间反演对称性规定，无论是正常入射传输，也没有角度平均的一个可以有任何谷偏振。在这里，我们表明，当考虑势垒的谷间散射时，通常入射在超晶格势垒处的石墨烯电子可以经历完全谷选择性的克莱因隧穿，即在一个谷中完美透射，在另一个谷中完美反射。谷间背散射在超晶格势垒中产生交错的赝自旋能隙，结合赝自旋手征中的谷对比度，决定了克莱因隧穿的谷极性。角平均透射对于5周期势垒可以具有20%的净谷偏振，并且对于20周期势垒可以超过75%。我们的发现指出了一个意想不到的机会，实现石墨烯电子谷功能。
2019-09-04 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable Topological Valley Transport in Bilayer Graphene
谷赝自旋是表征能带中简并谷的量子自由度，是二维狄拉克材料的一个显著特征。与自旋类似，谷赝自旋由时间反转的一对状态跨越，尽管两个谷赝自旋状态在空间反转下相互转换。反演对称性的破缺导致了各种谷对比的物理性质;例如，谷依赖的拓扑输运是科学和技术的兴趣。双层石墨烯（BLG）是一种独特的系统，其固有的反转对称性可以被垂直电场可控地打破，为连续可调的谷拓扑输运提供了难得的可能性。在这里，我们使用了一个垂直的门电场打破BLG的反转对称性，和一个巨大的非局域响应被观察到作为谷赝自旋的拓扑输运的结果。我们进一步表明，谷传输是完全可调的外部门，和非本地信号持续到室温和长距离。这些观测结果挑战了当代对间隙系统中拓扑输运的理解，并且强大的拓扑输运可能导致未来的valleytronic应用。
2015-01-20 cond-mat.mes-hall
Barrier transmission of Dirac-like pseudospin-one particles
本文研究了二维T_3晶格（骰子晶格）中的势垒隧穿问题。特别是，我们专注于低能量，长波长近似的系统的哈密顿量，其中的晶格可以描述由一个Dirac-like哈密顿与赝自旋之一。增大的赝自旋S = 1（而不是石墨烯的S = 1/2）导致增强的“超级”克莱因隧穿通过矩形静电势垒。我们的结果证实了通过紧束缚模型的晶格的数值研究。对于均匀磁场，我们讨论了朗道能级，并研究了矩形磁垒的透明性。我们发现，后者主要可以描述的半经典轨道弯曲的粒子轨迹，定性类似的情况下，石墨烯。这使得可以用足够宽度的磁屏障来约束颗粒。
2011-09-28 cond-mat.mes-hall
Broken sublattice symmetry states in Bernal stacked multilayer graphene
我们分析了Bernal堆叠多层石墨烯在存在相互作用诱导的带隙时的有序相，由于亚晶格对称性破缺势，其解可以用具有相同Chern数但相反电荷极化方向的轻质量和重质量赝自旋二重态来分析。一个垂直的外部电场的应用程序揭示了一个有效的洪德规则的亚晶格赝自旋二重态在tetralayer的排序，而一个类似的，但更复杂的相图开发与层数的增加。
2017-04-16 cond-mat.mes-hall
Half-metallic Dirac cone in zigzag-graphene-nanoribbon/graphene
石墨烯是一种本征零能隙半导体，它的狄拉克电子具有独特的自旋和赝自旋，从而产生了许多有趣的电子和输运性质。虽然孤立的锯齿形石墨烯纳米带是反铁磁半导体，我们通过第一性原理和紧束缚计算表明，锯齿形石墨烯纳米带支撑在石墨烯上是半金属的自旋和赝自旋对称性破缺的结果。特别地，在费米能级附近的K（K '）处形成半金属狄拉克锥。目前的研究结果表明，锯齿形石墨烯纳米带中自旋和赝自旋的独特组合可以用于操纵石墨烯的电子性质，并可能对潜在的石墨烯基纳米电子应用具有实际意义。
2016-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low frequency optical conductivity in graphene and in other scale-invariant two-band systems
我们研究了非相互作用电子系统的光学跃迁，该系统由两个在费米能级处相互接触的对称能带组成（例如半填充的石墨烯）。使用Kubo公式在零温度下获得光学电导率。我们发现，粒子的赝自旋方向是完全由其动量的方向，光学电导率具有幂律频率依赖性的指数$(d-2)/z$其中$d$是系统的尺寸和$z$是动力学指数。根据我们的结果，具有上述赝自旋特性的二维系统总是表现出与频率无关的光学电导率。
2013-02-07 cond-mat.mes-hall
Helical scattering and valleytronics in bilayer graphene
我们描述了一个角度不对称的界面散射机制，它允许在空间上分离的电子在两个低能量的双层石墨烯谷。该效应发生在静电定义的界面分离不同的赝自旋极化的区域，并与跨界面的赝自旋矢量的螺旋缠绕相关联，这打破了每个谷中的反射对称。电子在其中一个谷中的大能量范围内以高达60度的优选方向传输，并且在另一个谷中以-60度的优选方向传输。在Y结几何结构中，这可以用于创建和检测谷偏振。
2010-11-04 cond-mat.mes-hall
Optimal spin-charge interconversion in graphene through spin-pseudospin entanglement control
本文提出通过控制自旋-赝自旋纠缠，在石墨烯中利用Rashba-Edelstein效应实现100%效率的自旋-电荷互转换，并发现无序鲁棒的自旋霍尔效应，为自旋电子器件提供新机制。
2025-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Pseudospin-mediated Atomic-scale Vortices and Their Quantum Interferences in Monolayer Graphene
漩涡是一种普遍而重要的现象，已经被人们认识了几个世纪。然而，创造原子极限的涡旋仍然是难以捉摸的，因为支持涡旋的特征长度通常比原子尺度大得多。最近，它被证明，由石墨烯的单碳缺陷引起的谷间散射导致在缺陷周围的封闭路径上的相缠绕。受此启发，我们证明，在这封信中，在A和B亚晶格的石墨烯的单碳缺陷可以被视为赝自旋介导的原子尺度的涡旋与角动量l = +2和-2，分别。对相互作用涡旋的量子干涉测量表明，在|A| = |B|的情况下，涡旋相互抵消，导致总角动量为零;在|A|不等于|B|的情况下，它们表现出与多数涡旋相似的聚集手征和角动量，其中，|A|（|B|）是角动量l = +2（l = -2）的涡旋数。
2020-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photoinduced polarization enhancement in biased bilayer graphene in the Landau level regime
我们研究了在朗道量子化机制下，单层石墨烯在单色激光照射下的载流子动力学行为。即使辐射场不提升最低朗道能级（LLS）的能量简并，它仍然对较高LLS（$n\ge2$）的光致赝自旋极化响应具有强烈的影响。我们的结果表明，光生带隙导致的平均赝自旋极化的有限响应与非平凡的振荡行为。结果表明，这些较高的LL跃迁的贡献是至关重要的，以实现增强的光致极化辐射双层石墨烯。我们的研究结果的实验可行性进行了讨论。
2019-08-15 cond-mat.mes-hall
Coulomb drag by motion of a monolayer polar crystal through graphene nanoconstriction
本文理论预测极性晶体层在石墨烯平面间运动可通过谷间散射产生库仑拖拽电流，并揭示其阈值掺杂、非线性霍尔效应及对晶体层动态粘度的反作用。
2025-01-01 cond-mat.mes-hall
Intervalley quantum interference and measurement of Berry phase in bilayer graphene
Bernal堆叠双层石墨烯中的手性准粒子具有2π的谷对比Berry相。这种非平凡的拓扑结构，与赝自旋缠绕在一个封闭的费米表面，是负责各种新的电子特性，如反克莱因隧穿，非传统的量子霍尔效应，和谷霍尔效应1 -6。在这里，我们表明，由于原子缺陷/杂质引起的谷间散射的量子干涉提供了进一步的见解双层石墨烯的拓扑性质。在具有相反手征性的不同谷之间的散射手征准粒子经历赝自旋的旋转，导致具有波前位错的Friedel振荡。位错的数量反映了赝自旋织构的信息，因此可以用来测量Berry相。正如实验和理论所证明的，根据不同子晶格处的原子缺陷/杂质，弗里德尔振荡可以表现出N = 4、2或0的额外波前，表征双层石墨烯的2π Berry相。我们的结果不仅提供了一个全面的研究双层石墨烯谷间量子干涉，但也揭示了赝自旋物理。
2020-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Heat capacity of nonequilibrium electron-hole plasma in graphene layers and graphene~bilayers
分析了石墨烯层（GL）和石墨烯双层（GBL）中准非平衡二维电子空穴等离子体的统计特性，并计算了它们的热容，得到了弱泵浦本征或弱掺杂GL的GL热容等于$c_{GL} \simeq 6.58$ .随着载流子温度的变化，本征GBL载流子热容$c_{GBL}$从$T \lesssim 300$ ~K时的$c_{GBL} \simeq 2.37$变化到升高温度时的$c_{GBL} \simeq 6.58$。这些值与用$c = 1$计算的经典二维载流子的热容有明显的差别。所得结果可用于不同GL和GBL基高速器件的优化。
2020-11-07 cond-mat.mes-hall
Momentum-space Observation of Optically Excited Non-Thermal Electrons in Graphene with Persistent Pseudospin Polarization
本文利用时间分辨动量显微技术观测石墨烯中光激发非热电子的动量分布与赝自旋极化，并通过调节激发通量揭示电子-电子散射对极化弛豫的影响，为二维材料研究和石墨烯器件设计提供依据。
2024-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Evanescent-mode-assisted Klein tunneling in dual-gated bilayer graphene
School of Science, Jiangxi University of Science and Technology（江西理工大学理学院）；Department of Physics, Jiangsu University（江苏大学物理学院）
研究双栅双层石墨烯基n/p结中电子隧道效应，通过调节栅极电压引入带隙，改变赝自旋极化并打破正常入射下的反克莱因隧道效应，当左右区域传播波和倏逝波模式的赝自旋极化矢量正交时，实现克莱因隧道效应的复兴，且克莱因隧道效应的 Berry 阶段不局限于 π，随结参数变化，且伴随正常入射时反射相位的 π 跳跃。
2025-09-27 cond-mat.mes-hall
Pseudospin Paramagnons and the Superconducting Dome in Magic Angle Twisted Bilayer Graphene
我们提出了一个理论的超导性在扭曲的双层石墨烯，其中吸引力之间产生的电子在同一蜂窝子晶格时，系统是接近子晶格极化不稳定性。由此产生的库珀对是自旋极化谷单态。由于亚晶格极化率主要由带间涨落贡献，因此在很宽的填充分数范围内都能发生超导。通过i）施加亚晶格极化场（由对准的BN衬底产生）或ii）改变莫尔带填充以有利于谷极化来抑制它。接近于亚晶格极化不稳定性的增强的子晶格内吸引类似于熔化曲线附近的液体$^3$ He中的增强的类自旋吸引，并且接近于谷极化不稳定性的增强的谷单重态排斥类似于接近于铁磁不稳定性的金属中的增强的自旋单重态排斥。我们评论我们的赝自旋顺磁子模型和扭曲双层和多层石墨烯的超导性的丰富现象之间的关系。
2021-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
