Nernst effect of Dirac fermions in graphene under weak magnetic field
推导了在温度梯度和电场、磁场作用下电子系统的输运系数。基于自洽玻恩近似,计算了在弱磁场和带电杂质散射作用下石墨烯中狄拉克费米子的能斯特电导率和横向热电势.并将计算结果与已有的实验数据进行了比较。
2010-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Explanation for the isotropy of the Dirac cone in graphene
结果表明,在没有自发对称性破缺的情况下,蜂窝晶格上相互作用电子系统的狄拉克锥在低能时是各向同性的。这种效应是由于狄拉克准粒子色散关系的$D_3$对称群的$Z_3$子群所引起的。违反的$Z_3$或亚晶格对称性的后果进行了讨论。
2009-05-19 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
Dirac and Normal Fermions in Graphite and Graphene: Implications to the Quantum Hall Effect
在准2D高取向热解石墨(HOPG)中测量的磁阻和量子霍尔效应(QHE)的Shubnikov de Haas(SdH)振荡的光谱分析[Phys.Rev.Lett. 90,156402(2003)]揭示了两种类型的载流子:具有Berry相位0的正常(有质量)电子和具有Berry相位π的Dirac类(无质量)空穴。我们证明,最近报道的整数和半整数QHE的双层和单层石墨烯同时发生在HOPG样品。
2007-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coexistence of ultraheavy and ultrarelativistic Dirac quasiparticles in sandwiched trilayer graphene
量子材料中的电子表现出无色散(平坦)带穿透色散(陡峭)带的共存,可以引起强相关现象,并与非常规超导性有关。已知在扭曲的三层石墨烯中,陡峭的狄拉克锥可以与能带平坦化共存,但是该现象在层错位下不稳定。在这里,我们表明,这种扭曲的三明治石墨烯(TSWG)-一个三层的范德华异质结构与扭曲的中间层-可以有非常稳定的平带共存的狄拉克锥附近的费米能量时,扭曲到1.5度。这些平坦带需要特定的高对称性堆叠顺序,我们的原子计算预测TSWG总是弛豫到它。此外,通过外场,我们可以控制狄拉克锥顶点和平坦带之间的相对能量偏移。我们的工作建立了扭曲夹层石墨烯作为一个新的平台,研究强相互作用的阶段,拓扑输运超越狄拉克和外尔半金属。
2019-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Various probes of Dirac matter: from graphene to topological insulators
石墨烯是碳原子的原子薄层,于2004年由曼彻斯特大学[1,2]和哥伦比亚大学[3]的两个小组首次在绝缘衬底上分离出来。这些里程碑式的实验确立了石墨烯中载流子的狄拉克性质。同年,C。Kane和E.G. Mele预测,如果石墨烯中的固有自旋轨道耦合足够强,将导致电子物质的一种新状态,称为量子自旋霍尔(QSH)状态[4,5]。QSH态的特征在于围绕绝缘体循环的导电无带隙边缘态。这些边缘态被一个新的Z_2性质的拓扑不变量所保护,不受适度无序和相互作用的影响。虽然石墨烯中的自旋轨道耦合强度太弱,但很快预测[6]并通过输运实验[7,8]验证了在HgTe/CdTe量子阱中实现QSH态。在这篇手稿中,我将总结这个巨大的研究领域的一些选择方面集中在狄拉克物质,包括石墨烯和拓扑绝缘体。通过狄拉克物质,我们想到了各种系统,其激发服从相对论性狄拉克类方程而不是非相对论性薛定谔方程。本文主要研究以石墨烯为指导的二维拓扑绝缘体。在第一章中,我们推导了石墨烯的半金属性质,并讨论了Dirac点的对称性保护。第二章和第三章分别讨论了Chern绝缘体和QSH绝缘体。
2013-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Evidence for Superlattice Dirac Points and Space-dependent Fermi Velocity in Corrugated Graphene Monolayer
最近的研究表明,周期势可以在石墨烯中产生能量为(是石墨烯的费米速度,G是倒易超晶格矢量)的超晶格狄拉克点。在这里,我们进行扫描隧道显微镜和光谱研究的波纹石墨烯单层铑箔。我们发现,纳米波长的准周期波纹的波纹石墨烯引起弱的一维(1D)电子势,从而导致超晶格狄拉克点的出现。超晶格的狄拉克点的位置是空间依赖的,并显示出广泛的分布值。我们证明了超晶格空间相关的狄拉克点与空间相关的费米速度密切相关,这可能是由于波纹石墨烯中的局域应变和强电子-电子相互作用的影响。
2012-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Transport of Dirac quasiparticles in graphene: Hall and optical conductivities
推导了置于外部磁场中的石墨烯的对角和非对角交、直流电导率的解析表达式。这些电导率表现出相当不寻常的行为,作为频率,化学势和所施加的电场的函数,这是由于石墨烯中的准粒子激发是Dirac-like的。在石墨烯中观察到的最引人注目的效应之一是奇数量子霍尔效应。我们认为这是由最低朗道能级的狄拉克准粒子的反常性质引起的。其他量,如霍尔角和能斯特信号也表现出相当不寻常的行为,特别是当有一个激子的狄拉克准粒子激发谱间隙。
2006-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-ph
Magnetic confinement of massless Dirac fermions in graphene
由于克莱因隧穿,静电势不能限制狄拉克电子。我们证明了在非均匀磁场的作用下,可以将无质量的狄拉克费米子限制在单层石墨烯片中。这允许人们通过磁势垒在石墨烯中设计介观结构,例如量子点或量子点接触。
2007-01-30 cond-mat.mes-hall
Second-order Dirac equation of graphene electrons in an electromagnetic field and their novel spin
采用紧束缚k.p方法,得到了电磁场中石墨烯电子的二阶Dirac方程及其速度算符.通过引入额外的项,他们通过更完整的埃克塞特定理更完整地展示了石墨烯电子的运动,并呈现了石墨烯电子的更精细的性质。由无场石墨烯的二阶微分方程给出的本征能表明,额外的项可能会影响石墨烯电子的抖动运动。对于处于磁场中的石墨烯,由二阶DE给出的本征能量表明,石墨烯电子具有不同于真实电子自旋和狄拉克粒子的赝自旋的玻色子的新自旋,这将改变石墨烯的性质,例如光谱。
2013-05-06 cond-mat.mes-hall
Dirac-Schrodinger transformations in contacted graphene structures
在触点和石墨烯之间的界面处,控制电子传播的数学方程从薛定谔方程转变为狄拉克方程。在这样一个界面上的电流几率守恒条件并不能唯一地决定量子波函数的边界条件。我们讨论了边界条件的可能形式,确定其对接触式石墨烯结构的透射系数的影响,并建议在具有狄拉克点的光子晶体上的光学实验可以帮助识别,在某些情况下,石墨烯-电极界面处的适当边界条件。
2013-01-21 cond-mat.mes-hall
Giant Splitting of Folded Dirac Bands in Kekulé-ordered Graphene with Eu Intercalation
本文通过在石墨烯/SiC界面插层Eu形成Kekulé有序结构,结合ARPES与DFT发现Kekulé序折叠Dirac锥并与Eu 4f局域磁矩强耦合,导致折叠Dirac带巨劈裂,为石墨烯自旋电子学应用开辟新途径。
2025-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Can Dirac fluid in graphene be made more perfect?
为了回答这个问题,我们在Dirac模型中分别引入应变和速度梯度作为赝磁场和赝电场,讨论了形变石墨烯中电子粘性的性质.我们发现粘度随着施加的应变而降低,同时导致雷诺数的相当显著的增加,并且使得在应变石墨烯中表现出明显的湍流效应的真正可能性成为可能。
2014-12-10 cond-mat.mes-hall
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
Experimental Observation of Two Massless Dirac-Fermion Gases in Graphene-Topological Insulator Heterostructure
石墨烯和拓扑绝缘体(TI)具有不同物理性质的二维狄拉克费米子。将这两种狄拉克材料集成在一个设备中,为探索相互作用的无质量狄拉克费米子的新物理学创造了有趣的机会。在这里,我们报告了一个实际的路线,实验制造的石墨烯Sb 2 Te 3异质结构。石墨烯-TI异质结构通过使用化学气相沉积生长的石墨烯膜的干法转移来制备。ARPES测量证实了石墨烯的Sb 2 Te 3和Dirac π带的拓扑表面态的共存,并确定了石墨烯-TI异质结构中的扭曲角。结果表明,一个潜在的可调电子平台,其中两个不同的狄拉克低能态主导的输运行为。
2015-11-08 cond-mat.mes-hall
Dirac cones reshaped by interaction effects in suspended graphene
我们报告测量的回旋质量在石墨烯的载流子浓度n变化超过三个数量级。与单粒子图像相反,石墨烯的真实光谱具有很强的非线性,因此在n <10^10 cm^-2时,描述光谱斜率的费米速度达到约3 × 10^6 m/s,是石墨烯常用值的三倍。观察到的变化归因于电子-电子相互作用,重新正规化的狄拉克光谱,因为弱屏蔽。我们的实验还对石墨烯中可能的间隙提出了约0.1 meV的上限。
2011-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dirac electrons in graphene-based quantum wires and quantum dots
在本文中,我们分析了狄拉克电子在有限尺寸的带和圆形和六边形量子点的石墨烯。
2008-10-27 cond-mat.mes-hall
Massless Dirac Fermions in Graphene under an External Periodic Magnetic Field
通过求解无质量狄拉克费米子的两分量旋量方程,我们证明了石墨烯在周期性外部磁场下表现出独特的能谱:在低能量下,狄拉克费米子位于具有离散朗道能级的磁性区域内,而在较高能量下,狄拉克费米子主要存在于非磁性区域,其连续能带源自类似于粒子的波函数。电子的盒子状态。这些发现为石墨烯中无质量狄拉克费米子的控制和调谐提供了一种新的方法。
2013-11-22 cond-mat.mes-hall
Dirac fermions in graphene and analogues: magnetic field and topological properties
这是一个简短的回顾二维狄拉克费米子在石墨烯和类似的系统,如氮化硼,准二维有机盐$α$ -(BEDT-TTF)$_2$ I $_3$、光晶格中有冷原子的人造石墨烯等,重点是磁场性质(回旋轨道的半经典量子化、朗道能级、量子霍尔效应、磁等离子体、磁声子共振、磁输运等)以及拓扑性质(Berry相位、缠绕数、带间效应、Dirac点的合并跃迁等)。
2013-06-03 cond-mat.mes-hall
Dirac point resonances due to atoms and molecules adsorbed on graphene and transport gaps and conductance quantization in graphene nanoribbons with covalently bonded adsorbates
基于石墨烯p带电子结构的标准紧束缚模型和吸附质与附近石墨烯碳原子的扩展Huckel模型,提出了一种二维石墨烯片上吸附原子和分子的Dirac点共振的紧束缚理论.利用密度泛函理论计算了吸附物和石墨烯的弛豫原子几何构型。我们的模型包括当吸附的原子或分子共价键合到石墨烯上时,石墨烯从sp^2电子结构到sp^3电子结构的局部再杂化的影响。与以前的紧束缚模型的狄拉克点共振,吸附物种与多个扩展的分子轨道和键合到一个以上的石墨烯碳原子的治疗。更准确和更一般的格林函数矩阵元素,进入狄拉克点共振的T-矩阵理论比以前可用的解析表达式。我们研究了石墨烯上吸附的H,F,OH和O,并且对于每一种,我们在石墨烯的狄拉克点附近发现了一个强散射共振(O的两个共振),到目前为止最强和最接近狄拉克点的是H的共振。我们提取了一组最小的紧束缚参数,可以用来模拟共振电子散射和电子输运在石墨烯和石墨烯纳米结构与吸附的H,F,OH和O准确和有效。我们还比较了我们的结果的Dirac点共振的性质,由于吸附在石墨烯与其他人使用密度泛函理论为基础的电子结构计算得到的,并讨论他们的相对优点。然后,我们提出的计算与这些吸附物种的石墨烯纳米带的电子量子输运…
2011-06-28 cond-mat.mes-hall
Dirac electronic states in graphene systems: Optical spectroscopy studies
从光谱学的角度综述了碳的二维同素异形体,如石墨烯及其双层、多层外延石墨烯、少层Bernal堆叠石墨烯以及三维块状石墨的电子性质。注意力集中在这些系统中的准粒子,这被称为无质量或有质量的狄拉克费米子的相对论性质。
2010-04-17 cond-mat.mes-hall
Quantum Interference Noise Near the Dirac Point in Graphene
石墨烯中载流子的狄拉克性质强烈影响无序对石墨烯电子输运性质的影响。这在狄拉克点附近特别明显,在狄拉克点处,相对论性载流子不能有效地屏蔽杂质电势。我们研究了石墨烯中狄拉克点附近的时间依赖性电导涨落和磁电阻。我们表明,波动是由于量子干涉效应,由于杂质上的散射,并发现一个异常大的减少相对噪声功率在磁场,可能表明一个额外的对称性在这方面起着重要的作用。
2014-01-28 cond-mat.mes-hall
Pseudo spin torque induced by strain field of Dirac fermions in graphene
相反,最近的描述[物理。106(2011)116803],我们证明了石墨烯中的赝自旋不完全是真实的角动量。只有在垂直于石墨烯片的方向上的赝自旋才是真正的角动量,而平行于石墨烯平面的赝自旋仍然不是真正的角动量。有趣的是,研究还表明,应变场下石墨烯中重狄拉克电子的类牛顿力和伪自旋扭矩分别模拟了重磁力和重磁自旋扭矩。这是由于石墨烯中2+1维有质量电子的赝自旋和赝速度算符的等价性,而与实3+1维Dirac场的赝自旋和赝速度算符不同。这一工作揭示了石墨烯作为一种伪重磁材料的新的物理性质。
2014-09-11 cond-mat.mes-hall
Intervalley scattering of graphene massless Dirac fermions at 3-periodic grain boundaries
我们研究了低能量载流子如何从周期性和线性石墨烯晶界上散射,这些晶界沿着锯齿形方向取向,其周期性是原始石墨烯的三倍。这些缺陷将两个狄拉克点映射到同一位置,从而允许谷间散射发生。从石墨烯的第一近邻紧束缚模型开始,我们展示了如何计算石墨烯的无质量狄拉克费米子在这样的晶界上所看到的边界条件。我们举例说明这个过程的3周期五边形只有晶界,然后计算出低能电子散射这个线性缺陷。我们还计算了在晶界区域的狄拉克费米子看到的有效广义势。
2016-10-22 cond-mat.mes-hall
Heavy Dirac fermions in a graphene/topological insulator hetero-junction
石墨烯和三维拓扑绝缘体表面态的低能物理都是用具有线性色散的无隙狄拉克费米子来描述的。在这项工作中,我们预测了一个“重”狄拉克费米子出现在石墨烯/拓扑绝缘体异质结,其中的线性项几乎消失,相应的能量色散变得高度非线性。通过结合{ \it ab initio}计算和一个有效的低能模型,我们明确地显示了如何在石墨烯和拓扑绝缘体的表面态之间的狄拉克费米子的强杂化可以降低狄拉克费米子的费米速度。由于线性项可以忽略不计,相互作用效应将大大增强,并可以驱动“重”狄拉克费米子态到具有非零霍尔电导的半量子霍尔态。
2016-02-29 cond-mat.mes-hall
Photonic realization of the deformed Dirac equation via the segmented graphene nanoribbons under inhomogeneous strain
从一个由两个交错晶格组成的波导阵列构成的工程周期性光学结构出发,模拟了变形的狄拉克方程。我们表明,该系统还模拟应变下的石墨烯纳米带。这种光学模拟使我们能够研究修改后的狄拉克方程的Zitterbewegung现象。结果表明,Zitterbewegung振荡的振幅随着变形参数的变化而变化。
2019-05-15 cond-mat.mes-hall
Weak localization of Dirac fermions in graphene beyond the diffusion regime
我们发展了一个在整个经典弱磁场范围内都有效的二维无质量狄拉克费米子弱局域化的微观理论。应用该理论计算了石墨烯和块状拓扑绝缘体导电表面的弱局域化引起的磁电阻。
2011-04-19 cond-mat.mes-hall
Tunable Superlattice in Graphene To Control the Number of Dirac Points
石墨烯中的超晶格在能带结构中产生额外的狄拉克点,并且它们的数量取决于超晶格势强度。在这里,我们使用两个栅极的组合在具有可调势垒高度的石墨烯器件中创建了横向超晶格。在这封信中,我们展示了使用横向超晶格来修改石墨烯的能带结构,从而导致新的狄拉克锥的出现。这种对能带结构的控制性改变一直持续到100 K。
2013-09-18 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
Space Group Symmetry Classification of Energy Bands in Graphene and Destruction of Dirac Points by Supercell Potential
在以前的出版物(E。Kogan和V.U. Nazarov,Phys. Rev. B { \bf 85},115418(2012)和E. Kogan,Graphene { \bf 2},74(2013)),我们提出了石墨烯中能带的点群对称分类。本文通过考虑空间群对称性,推广了分类。此外,在群论的框架中,我们描述了破坏的狄拉克点在石墨烯的超胞势。
2013-07-24 cond-mat.mes-hall
Quantum transport of massless Dirac fermions in graphene
受最近的石墨烯输运实验的启发,我们对无序二维无质量狄拉克费米子的电导率进行了数值研究。我们的研究结果揭示了短程散射体和库仑随机散射体之间的明显差异。我们推测,这种行为是有关的玻尔兹曼输运理论预测的污垢极限行为的库仑散射。
2006-12-22 cond-mat.mes-hall
Electronic structure and transport in graphene: quasi-relativistic Dirac--Hartry--Fock self-consistent field approximation
应用二次量子化自洽Dirac-Hartree- Fock方法考虑单层石墨烯的电子性质,考虑自旋极化态,可以相干地解释石墨烯能带小间隙和载流子不对称性的实验结果,提出了价区和传导区位移的描述,并给出了电子和空穴回旋质量的很好的理论估计,与已知的实验数据一致。
2013-09-07 cond-mat.mes-hall
Sodium-terminated zigzag graphene nanoribbon: A one-dimensional semimetal with a tilted Dirac cone
利用第一性原理赝势密度泛函理论计算,我们发现在较低的浓度下,用一价碱原子终止锯齿形石墨烯纳米带(ZGNR)对其性质有显著的影响.特别是,使用钠原子使ZGNR边缘饱和,边缘碳原子的浓度为一半,使其成为一维的完美半金属,其中价带和导带仅在一个单一的Dirac点处相遇。与原始石墨烯不同,Na-ZGNR的狄拉克“锥”相对于波矢量不对称,而是倾斜的。
2011-05-03 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
Dirac charge dynamics in graphene by infrared spectroscopy
石墨烯(一种石墨的单原子层)是物质中电子量子特性的一个显著表现。与传统固体中电子用薛定谔方程描述不同,石墨烯中的电子激发由狄拉克哈密顿量控制。石墨烯的一些有趣的电子性质,如具有线性能量-动量色散的无质量狄拉克准粒子,已被最近的观测所证实。在这里,我们报告了一个红外(IR)光谱研究的电荷动力学石墨烯集成在门控器件。我们的测量验证了石墨烯的预期特性,并且由于IR实验先前无法达到的准确性,还揭示了准粒子动力学与理想化的自由石墨烯中狄拉克费米子的预测的显着偏离。一些观察结果,包括能带与简单线性色散的显著偏差,指出许多身体相互作用与石墨烯中相当奇特的电磁响应的相关性。
2008-09-16 cond-mat.mes-hall
Zero and Finite Energy Dirac Points in the Energy Band Structure of Magnetic Bilayer Graphene Superlattices
在四带连续介质模型下,采用传输矩阵方法研究了具有$δ$功能磁垒和零平均磁通量的双层石墨烯超晶格的能带结构.精确分析了周期磁势对双层石墨烯零能Dirac点的影响。磁势也示出产生有限能量狄拉克点的边缘的布里渊区的位置和相关的色散的情况下,对称的潜力确定。
2014-07-14 cond-mat.mes-hall
Anomalous thermoelectric transport of Dirac particles in graphene
我们报告了石墨烯在零磁场和外加磁场中的热电研究。作为无质量粒子的线性色散的直接结果,我们发现塞贝克系数Sxx发散1 /,其中n2 D是载流子密度。我们观察到一个非常大的能斯特信号Sxy(~ 50 uV/K在8 T)在狄拉克点,和振荡的依赖性Sxx和Sxy在低温下对n2 D。我们的研究结果强调了石墨烯中的异常热电输运,这可能是一个高灵敏度的探针附近的狄拉克点的杂质带。
2009-04-02 cond-mat.mes-hall
Multi-flavor Dirac fermions in Kekulé-distorted graphene bilayers
石墨烯的电子结构可以从根本上改变时,衬底或adatom诱导的凯库勒超晶格耦合的谷和同位旋自由度。在这里,我们表明,能带结构的Kekulé织构石墨烯可以通过层堆叠重新设计。我们预测了一个家庭的凯库勒石墨烯双层,表现出能带结构多达六个山谷,和室温狄拉克准粒子的质量可以静电调谐。费米速度是原始石墨烯的一半,使该系统处于强耦合状态,可以预期存在相关的基态。
2019-05-30 cond-mat.mes-hall
Gate-induced Dirac cones in multilayer graphenes
我们研究了均匀垂直电场中ABA(Bernal)多层石墨烯的电子结构,发现三角弯曲和电势不对称性的相互作用导致了许多在零能量下几乎接触的Dirac锥.这些门诱导狄拉克锥的能带速度和能量区域(通常为几十meV)是可调的外部电场。特别地,在ABA三层石墨烯中,施加电场诱导非平凡谷霍尔态,其中狄拉克点处的能隙由在两个谷之间沿相反方向传播的手性边缘模式填充。相比之下,在四层石墨烯中,谷霍尔电导率为零,并且没有边缘模式填充在间隙中。非平凡的谷霍尔态通常发生在不对称的奇数层石墨烯中,这与仅存在于奇数层石墨烯中的隐藏的手征对称性密切相关。
2013-02-21 cond-mat.mes-hall
$\textit{Zitterbewegung}$ near new Dirac points in graphene superlattice
当周期势作用于石墨烯时,新的Dirac点出现,并且在这些新的Dirac点附近有许多有趣的效应。本文研究了石墨烯超晶格中新狄拉克点附近高斯波包描述的费米子的$\textit{Zitterbewegung}$效应。不同狄拉克点附近的$\textit{Zitterbewegung}$具有相似的特性,而新狄拉克点附近的费米子在$x$ -和$y$ -方向上具有不同的群速度,这导致了新狄拉克点附近的$\textit{Zitterbewegung}$具有不同的特性。我们还研究了所有Dirac点对$\textit{Zitterbewegung}$效应的影响,得到了随势变化的演化规律。我们的深入研究结果表明,石墨烯超晶格可能提供一个合适的系统,以研究$\textit{Zitterbewegung}$效应附近的新的狄拉克点的实验。
2018-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Merging of the Dirac points in electronic artificial graphene
理论预测,石墨烯在扶手椅方向的单轴压缩应变下应该经历从半金属到绝缘体的拓扑相变。由于压缩下跳跃积分的变化,两个狄拉克点从布里渊区的角向彼此偏移。对于足够大的应变,狄拉克点合并,出现能隙。然而,这种拓扑相变尚未在正常石墨烯中观察到(由于其大刚度),也没有在任何其他电子系统中观察到。我们的数值和分析表明,这种合并的狄拉克点可以观察到在电子人工石墨烯从二维电子气通过应用的三角形晶格的排斥antidots。在这里,应变的影响是通过调整沿扶手椅方向的排斥势之间的距离建模。我们的研究结果表明,合并的狄拉克点应在最近的实验中观察到的分子石墨烯。
2015-08-13 cond-mat.mes-hall
Single-layer and bilayer graphene superlattices: collimation, additional Dirac points and Dirac lines
本文综述了单层和双层石墨烯上几种类型的一维超晶格的能谱和输运性质。在单层石墨烯中,对于某些SL参数,入射在SL上的电子束是高度准直的。另一方面,有额外的狄拉克点产生的其他SL参数。使用矩形障碍,使我们能够找到新的狄拉克点在光谱中的位置和电子速度的重整化的解析表达式。这些额外的狄拉克点上的电导率的影响进行了研究。在δ函数势垒的极限下,有限个势垒的透过率T、电导G以及SL的能谱都是势垒无量纲强度P的周期函数Pδ(x)~ V(x).对于势垒高度符号交替的Kronig-Penney SL,狄拉克点成为P = π/2 + nπ的狄拉克线,其中n是整数。在双层石墨烯中,在势垒和阱上施加适当的偏压,我们发现产生了几种新型的SL,其中两种类似于I型和II型半导体SL。与单层石墨烯类似,发现了额外的“狄拉克”点。还考虑了非弹道输运。
2011-01-21 cond-mat.mes-hall
Plasmonics in Dirac systems: from graphene to topological insulators
本文综述了石墨烯等狄拉克体系等离子体激元学的最新研究进展,并对标准模型和技术作了全面介绍。特别是,我们通过流体动力学方程和随机相位近似讨论了单层和双层石墨烯的内禀等离子体激元激发,但也评论了双层和多层结构。此外,我们解决狄拉克系统的延迟限制,也与大自旋轨道耦合,包括拓扑绝缘体。最后在附录中总结了电荷、电流和光子线性响应函数的基本性质。
2014-03-07 cond-mat.mes-hall
Incompressible States of Dirac Fermions in Graphene with Anisotropic Interactions
研究了量子化磁场和各向异性相互作用下石墨烯中狄拉克费米子的不可压缩态的性质。我们引入必要的形式主义,将系统中的各向异性。发现石墨烯中的不可压缩态在各向异性参数达到临界值时仍然存在。各向异性还在相应的Laughlin态的集体激发中引入了两个分支。它强烈地影响不可压缩基态中对关联函数的短程行为。
2013-06-11 cond-mat.mes-hall
Lamb shift of the Dirac cone of graphene
电磁真空的涨落是自然界量子结构最有力的表现之一。它们对石墨烯的狄拉克电子的影响被认为会引起一些壮观的纯量子现象,如卡西米尔效应和阿哈拉诺夫-玻姆效应。在这项工作中,我们证明,通过使用第一性原理的方法,石墨烯的狄拉克锥也受到了相当大的兰姆shift.We表明,微观电子电流流动的石墨烯平面耦合有效地与真空波动引起的电子能级(高达4毫电子伏)和速度的重整化。这种兰姆位移比孤立碳原子的预测值大一个数量级。
2016-06-07 cond-mat.mes-hall
Control of resonant frequency by currents in graphene: Effect of Dirac field on deflection
基于板理论和紧束缚模型构造拉格朗日量,可以研究石墨烯中的狄拉克费米子与偏转场的耦合。如已知的,偏转引起的应变可以对电子的运动产生影响,类似于伪规范场。在目前的工作中,我们将调查的狄拉克场的影响,在石墨烯的偏转场的运动从拉格朗日密度。由于偏转场和Dirac场的相互作用,石墨烯膜中的电流诱导表面张力可达约N/m。这一结果可以通过石墨烯中的电流导致可控的谐振频率。高谐振频率被发现是完美的线性控制的电荷和谷电流。我们的工作揭示了石墨烯在纳米机电器件中的应用潜力,并研究了石墨烯体系中电子与偏转场相互作用的物理机制。
2014-09-14 cond-mat.mes-hall
Dirac Magic and Lifshitz Transitions in AA-Stacked Twisted Multilayer Graphene
我们发现了一种新型的魔角现象时,AA堆叠的石墨烯双层是扭曲的另一个石墨烯系统与带接触。在最简单的情况下,这构成了由相对于单层石墨烯扭曲的AA堆叠双层形成的三层系统。我们发现多个各向异性的狄拉克锥以一定的角度共存于这种扭曲的多层结构中,我们称之为“狄拉克魔”。“我们将狄拉克魔角的起源追溯到扭曲的AA双层狄拉克锥相对于莫尔倒易晶格中其他接触带的光谱的几何结构。狄拉克锥的各向异性和伴随的级联鞍点诱导了一系列拓扑Lifshitz跃迁,这些跃迁可以通过扭转角和垂直电场来调节。我们讨论了直接观察狄拉克魔术的可能性,以及它的后果的相关态的电子在这个云纹系统。
2021-07-22 cond-mat.mes-hall
Shift of Dirac points and strain induced pseudo-magnetic field in graphene
我们提出,如果Dirac点可以看作是位置的慢变函数,那么应变诱导的有效赝磁场也可以用Dirac点的卷曲运动来解释。我们还证明了Dirac点必须被限制在两个三角形内,每个三角形的面积为布里渊区的1/8。
2010-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dirac gap-induced graphene quantum dot in an electrostatic potential
石墨烯片中的空间调制的狄拉克间隙导致电荷限制,从而使得能够在不施加外部电场和磁场的情况下形成石墨烯量子点[Appl.Phys.Lett. \textbf{97},243106(2010)]。这可以实现提供狄拉克间隙有一个局部最小值,其中的国家成为本地化。在这项工作中,这样的间隙诱导点的物理研究在连续极限通过求解狄拉克方程。结果表明,间隙诱导的受限态耦合到静电量子阱势引入的状态。因此,由此产生的杂化状态的区域可以调整与潜在的强度,一种影响,其中涉及克莱因隧道。所提出的量子点可用于探测石墨烯中的准相对论效应,而诱导的受限态可用于石墨烯基纳米结构。
2011-05-24 cond-mat.mes-hall
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
Why Dirac points in graphene are where they are?
我们提出了一个简单的群论解释的事实,即能带合并在角落里的布里渊区的石墨烯和两个特定的情况下,Kagome晶格的任意紧束缚哈密顿。我们将单层石墨烯、AA堆叠的双层石墨烯和Kagome晶格的这些点附近的光谱的线性与表面的圆锥点的性质(从几何学已知)连接起来。
2012-02-10 cond-mat.mes-hall
Origins of Nonlocality near the Dirac Point in Graphene
我们提出了一个实验研究的非局域电信号附近的狄拉克点在石墨烯。非局域信号的面内磁场依赖性证实了自旋在这种效应中的作用,正如最近对石墨烯中塞曼自旋霍尔效应的预测所预期的那样,但我们的实验表明,热磁电效应也有助于非局域性,并且这种效应有时比自旋更强。热效应被认为是非常敏感的样品的细节,不影响其他运输参数。
2013-09-26 cond-mat.mes-hall
Collective Excitations of Dirac Electrons in Graphene
已知石墨烯中的二维电子表现为在狄拉克交叉点附近具有狄拉克-外尔型线性色散的无质量费米子。我们研究了该系统在存在或不存在外部磁场的情况下的集体激发。与传统的二维电子系统不同,发现石墨烯中的$ν=\frac1m$分数量子霍尔态在$n=1$朗道能级中最稳定。在零场情况下,但在存在自旋轨道相互作用的情况下,一个无阻尼的等离子体振子模式被发现存在于单粒子连续体的间隙中。
2006-11-17 cond-mat.mes-hall
Graphene superlattice with periodically modulated Dirac gap
采用Dirac-type哈密顿量理论研究了周期性能隙调制形成的石墨烯基超晶格。通过对色散关系的分析,我们发现在一定条件下,电子谱中会出现新的狄拉克点。结果,导带和价带之间的间隙消失了。得到了这些Dirac点在${\bf k}$ -空间中的位置表达式和它们出现的势阈值。在系统的某些参数下,我们揭示了形成价带顶的界面态。
2012-11-08 cond-mat.mes-hall