Determination of the STM tip-graphene repulsive forces by comparative STM and AFM measurements on suspended graphene
通过化学气相沉积生长的石墨烯被转移到平坦的金纳米岛的顶部，并通过扫描隧道显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM）进行表征。石墨烯气泡形成有由纳米岛的尺寸和形状确定的横向尺寸。这些石墨烯气泡可以在STM成像期间使用小于250 mV的偏置电压和1 nA的隧道电流被挤压。类似地，当在低偏置电压（U = 30 mV）下成像时，悬浮在金纳米空隙上的石墨烯被STM尖端偏转4 - 5 nm。通过AFM进行的纳米压痕测量表明，石墨烯气泡的挤压发生在20 - 35 nN的排斥力下，并且这种力可以分别导致悬浮的石墨烯部件中的几个纳米的偏转。比较AFM和STM的结果，这项研究表明，10 e-8 N的顺序之间发生的STM针尖和石墨烯在环境成像条件和典型的隧道参数的机械力。
2016-09-14 cond-mat.mes-hall
Spin transport in high quality suspended graphene devices
我们测量了高迁移率悬浮石墨烯（μ~ 10^5 cm^2/Vs）中的自旋输运，获得了0.1 m^2/s的自旋扩散系数，并给出了本征石墨烯的自旋弛豫时间（τ s ~ 150 ps）和自旋弛豫长度（λ s=4.7 μm）的下限。我们开发了一个理论模型，考虑到我们的设备的不同石墨烯区域，解释了我们的实验数据。
2012-07-06 cond-mat.mes-hall
dmu/dn In suspended bilayer graphene: the interplay of disorder and band gap
我们提出了一个解释最近的实验测量dmu/dn悬浮双层石墨烯样品。我们证明，数据可以定量描述通过假设一个空间变化的带隙引起的局部电场。我们表明，间隙波动不同的样品之间的间隙波动与相关的电荷密度波动，表明导致这种效果的机制很可能是一个外在的效果。我们还提供了具有小带隙的悬浮双层石墨烯样品的光学电导率和迁移率的预测。
2011-11-16 cond-mat.mes-hall
Suspended Graphene Ballistic Josephson Weak Links
石墨烯和超导的相互作用对于理解二维狄拉克费米子物理和超导器件应用引起了极大的兴趣。在以前的工作中，在标准SiO2衬底上制造的石墨烯-超导体结是高度无序的。由于载流子散射和电势波动，石墨烯与超导体结合的预期固有性质仍然难以通过实验观察。我们提出悬浮石墨烯超导结作为一个有效的解决方案的问题。在这里，我们展示了高质量悬浮单层石墨烯-NbN约瑟夫森结的制造和表征，其具有大于150，000 cm 2/Vs的器件迁移率，最小载流子密度低于1 e10 cm-2，并且在高于2 K的温度下形成超电流。狄拉克电子的超相对论性能带结构的一种表现。这一工作为进一步研究本征狄拉克费米子超导邻近效应和新型石墨烯-超导体混合结奠定了基础。
2013-05-09 cond-mat.mes-hall
Suspended graphene devices with local gate control on an insulating substrate
我们提出了一种石墨烯基器件的制造工艺，其中石墨烯单层悬浮在放置在沟槽中的局部金属栅极上方。作为一个例子，我们详细介绍了石墨烯场效应晶体管的制造步骤。这些器件建立在裸露的高电阻率硅衬底上。在77 K及以下的温度下，我们观察到石墨烯电阻率通过施加到栅极的电压的场效应调制。这种制造方法能够实现涉及石墨烯基超导量子比特和纳米机电谐振器的新实验。该方法也适用于其它二维材料。
2015-09-18 cond-mat.mes-hall
Nanostructures in suspended mono- and bilayer epitaxial graphene
悬浮石墨烯膜是一种特殊的结构，在纳米力学、热传输和光电子学中具有重要的应用。到目前为止，常用的几何形状仍然非常简单，并且仅限于微尺度。我们建议在这里克服这个问题，使纳米结构在悬浮外延双层石墨烯大规模和各种各样的几何形状。我们还展示了一种新的SiC-石墨烯混合薄膜，具有令人印象深刻的鲁棒性。由于悬浮石墨烯膜的力学和热耗散与其自身的几何形状密切相关，因此我们还专注于热传输和应变工程实验。显微拉曼光谱映射成功地进行了各种几何形状的内在特性测量在纳米级。我们对石墨烯几何形状的工程设计允许减少热传输，释放和调节我们结构中的应变。
2018-06-05 cond-mat.mes-hall
Valley-dependent resonant tunneling through double magnetic barriers in suspended graphene
从理论上研究了应变诱导赝磁场对悬浮石墨烯中狄拉克费米子输运几率和弹道电导的影响。我们表明，通过双磁势垒的共振隧穿可以在悬浮区的应变调谐。谷分辨透射峰由于共振隧穿的尖锐性而明显可区分。在特定的应变下，占据一个谷的狄拉克费米子的共振隧穿被完全抑制，而占据另一个谷的狄拉克费米子的共振隧穿存在。谷过滤效应有望通过应变工程来测量。所提出的系统可以用来制作一个大的谷偏振几乎100%的石墨烯谷滤波器。
2014-02-18 cond-mat.mes-hall
Universal Dynamic Conductivity and Quantized Visible Opacity of Suspended Graphene
我们表明，悬浮石墨烯的光学透明度是由精细结构常数，α，参数，描述光和相对论电子之间的耦合，传统上与量子电动力学，而不是凝聚态物理。尽管只有一个原子厚，石墨烯被发现吸收入射白光的显着（π乘以α =2.3%）部分，这是石墨烯独特的电子结构的结果。该值在百分之几的精度内转换为通用动态电导率G =e^2/4h_bar。
2008-03-26 cond-mat.mes-hall
Measurement of the ν= 1/3 fractional quantum Hall energy gap in suspended graphene
我们报告的多终端悬浮石墨烯设备的磁输运测量。在低至2 T的磁场中出现充分发展的整数量子霍尔态。在更高的磁场下，可以看到对应于分数量子霍尔态的纵向电阻最小值和横向电阻平台的形成，最强烈的是ν= 1/3。通过测量这些电阻最小值的温度依赖性，确定石墨烯中1/3分数态的能隙在14 T下约为20 K。
2011-02-07 cond-mat.mes-hall
Piezoresistive Properties of Suspended Graphene Membranes under Uniaxial and Biaxial Strain in Nanoelectromechanical Pressure Sensors
石墨烯膜由于其极薄而在纳米机电装置中充当高灵敏度换能器。之前，压阻效应已经在石墨烯中使用石墨烯中的单轴应变进行了实验验证。在这里，我们报告的实验和理论数据的单轴和双轴压阻性能的悬浮石墨烯膜应用于压阻式压力传感器。利用线性化的玻尔兹曼输运方程的详细模型准确地描述了应变石墨烯中的载流子密度和迁移率，从而精确地描述了规范因子。的规范因子被发现是几乎独立的掺杂浓度和石墨烯薄膜的结晶取向。这些调查提供了更深入的了解石墨烯膜的压阻行为。
2017-08-13 cond-mat.mes-hall
Phonon Transport in Suspended Single Layer Graphene
我们报道了第一次在悬浮Cu-CVD单层石墨烯（SLG）的温度依赖的声子输运测量从15 K到380 K使用微制造的悬浮设备。由于Umklapp过程，单位截面$σ$ /A的热导率随温度的升高而增大，并在T~ 280 K（$\pm$ 10 K）附近出现峰值。在低温（T<140 K）下，热导率随温度的变化关系为~T^{1.5}，表明悬浮SLG中的弯曲声学（ZA）声子对热导率的贡献最大。$σ$ /A达到1.7 $\times10^5 T^{1.5}$ W/m^2 K的高值，这接近二维石墨烯片的预期弹道声子热导率。我们的研究结果不仅澄清了热导率的模糊性，而且还证明了Cu-CVD石墨烯在热相关应用中的潜力。
2010-12-14 cond-mat.mes-hall
Singular elastic strains and magnetoconductance of suspended graphene
悬挂在电触点或其他刚性支撑物上的石墨烯膜易于发生弹性应变，其集中在样品的边缘和角落。这种应变导致代数变化的有效磁场，其在亚微米宽的薄片中可以达到几特斯拉。在量子霍尔机制中，有效磁场和物理磁场的相互作用导致手征边缘通道的反向散射，这可以破坏量子化电导平台。
2010-04-07 cond-mat.mes-hall
Conductivity of suspended and non-suspended graphene at finite gate voltage
我们计算的DC和石墨烯的光学电导率的有限值的化学势考虑到无序的影响，由于中间的间隙状态（单一的散射体）和带电杂质，以及光学和声学声子的影响。由于中间带隙态引起的无序在相干势近似（CPA，一种基于戴森方程的自洽方法）中处理，而由于带电杂质引起的无序也通过戴森方程处理，并使用计算自能二阶微扰理论。声子的影响也包括通过戴森方程，与使用一阶微扰理论计算的自能量。由于声子的自能计算使用裸电子格林函数和全电子格林函数，虽然我们表明，对声子传播的无序的影响可以忽略不计。我们的结果与最近的实验定性一致。如果假设石墨烯衬底下存在水分子，则可以获得定量一致性。我们还评论悬浮石墨烯的直流电导率中观察到的电子-空穴不对称性。
2008-09-15 cond-mat.mes-hall
Electron-phonon coupling in suspended graphene: supercollisions by ripples
利用电输运实验和散粒噪声测温法，我们发现强有力的证据表明，“超碰撞”的弯曲模式散射过程是占主导地位的电子-声子能量转移机制，在高品质，悬浮石墨烯在室温左右。电子-声子耦合的幂律关系随温度的变化从三次变化到五次。温度指数变化2反映在对化学势的二次依赖性中，这是双声子量子过程的固有特征。
2015-10-30 cond-mat.mes-hall
Temperature-dependent resistivity of suspended graphene
在本文中，我们研究了电子-声子对悬浮单层石墨烯电阻率的贡献。面内以及弯曲声子在不同的温度制度解决。我们重点研究了石墨烯薄膜中由于电子与弹性形变相互作用而产生的固有的电子-声子耦合。讨论了屏蔽形变势与虚拟规范场耦合之间的竞争，以及张力在悬浮薄片中的作用。在没有张力的情况下，弯曲声子占主导地位的声子贡献的电阻率在任何温度$T$与$T^{5/2}_{}$和$T^{2}_{}$的依赖性，在低温和高温下，分别。样品特定的张力抑制由于弯曲声子的贡献，产生线性的温度依赖性，由于在平面模式。我们比较我们的结果与最近的实验。
2010-08-10 cond-mat.mes-hall
Large yield production of high mobility freely suspended graphene electronic devices on a PMGI based organic polymer
最近在高迁移率悬浮石墨烯器件中观察到的分数量子霍尔效应为石墨烯物理引入了一个新的方向--电子-电子相互作用动力学领域。然而，目前用于制造这种高迁移率器件的技术具有几个缺点。最重要的是，可用于电子器件的接触材料仅限于几种金属（Au、Pd、Pt、Cr和Nb），因为只有这些金属不受反应性酸（BHF）蚀刻制造步骤的侵蚀。在这里，我们展示了一种新技术，该技术导致机械稳定的悬浮高迁移率石墨烯器件，该器件与几乎任何类型的接触材料兼容。在聚二甲基戊二酰亚胺基有机抗蚀剂上制备的石墨烯器件在77 K下电子载流子密度n = 5.0 10^9 cm^-2时显示出高达600.000 cm ^2/Vs的迁移率。这项技术为基于复杂悬浮石墨烯的自旋电子、超导和其他类型的设备铺平了道路。
2010-09-27 cond-mat.mes-hall
Controlled assembly of graphene sheets and nanotubes: fabrication of suspended multi-element all-carbon vibrational structures
我们报告的制造和操作的多元素的振动结构组成的两个石墨烯机械谐振器耦合的纳米管梁。整个建筑都是悬浮的。每个石墨烯谐振器由两个金属电极夹持。该结构是使用电子束光刻和原子力显微镜纳米操纵的组合。这种布局使我们能够以电子方式检测机械振动。所测量的本征模被定位在石墨烯谐振器中的任一个中。通过测量一个石墨烯谐振器的谐振频率的偏移作为另一个谐振器的振动振幅的函数来研究由于纳米管引起的耦合。耦合石墨烯谐振器为非线性动力学、机械状态操纵和量子非破坏测量的研究带来了希望。
2013-10-19 cond-mat.mes-hall
Imaging mechanical vibrations in suspended graphene sheets
我们进行了纳米机电系统的基础上，多层石墨烯片悬浮在氧化硅的沟槽测量。使用施加的射频电压在共振下静电驱动悬浮片的运动。使用一种新形式的扫描探针显微镜，它允许识别和空间成像的机械本征模式的形状检测的机械振动。在多达一半的谐振器测量，我们观察到一类新的异国情调的纳米级振动本征模式没有预测的弹性梁理论，振动的振幅是最大的自由边缘。通过模拟的悬浮片与有限元方法，这些边缘本征模式被证明是非均匀应力的结果，具有显着的大幅度（高达1.5 GPa）。这种不均匀的应力，这是由于石墨烯是通过将块状石墨压在另一个表面上或摩擦而制备的，在未来对石墨烯的电子和机械性能的研究中应该考虑到这一点。
2008-05-22 cond-mat.mes-hall
Fabrication of ballistic suspended graphene with local-gating
在这里，我们讨论了弹道悬浮石墨烯纳米结构的制造补充局部门控。使用原位电流退火，我们表明，可以在这些设备中获得异常高的迁移率。详细描述了底部和不同的顶栅结构的制造，其使得能够实现复杂的石墨烯结构。我们已经详细研究了基本的构建块，pn结，在那里观察到一个惊人的振荡模式，这可以追溯到法布里-珀罗振荡，是本地化的电子腔形成的本地门。最后，我们展示了一些例子，该方法如何可以扩展到将多终端结或成形的石墨烯。这里讨论的结构使得能够在弹道石墨烯中进行电子光学实验。
2014-09-16 cond-mat.mes-hall
Upper limit of spin relaxation in suspended graphene
本研究结合分子动力学和量子输运模拟，发现热致原子尺度起伏通过引起局部自旋轨道耦合变化，将悬浮石墨烯的自旋寿命限制在约10 ns，并探讨了抑制起伏以提升自旋器件性能的方法。
2024-12-20 cond-mat.mes-hall
Strong localization in a suspended monolayer graphene by intervalley scattering
在电荷中性点附近的高迁移率悬浮单层石墨烯中观察到零磁场下的栅诱导绝缘行为。通过当前退火技术初始清洁的石墨烯装置经历热压循环以允许短程杂质直接吸附在超清洁石墨烯表面上。吸附过程产生了强烈的温度和电场依赖行为的石墨烯器件的电导。观察到中性点附近的电导从30 K时的$e^2/h$附近降低到20 mK时的$\sim0.01~e^2/h$。从绝缘体到量子霍尔导体在$\approx0.4~T$内的直接过渡伴随着对称性破缺诱导的$ν=0,\pm1$平台，证实了谷间散射体的存在。
2021-02-13 cond-mat.mes-hall
Field induced quantum-Hall ferromagnetism in suspended bilayer graphene
我们测量了自由悬浮的高迁移率双层石墨烯的磁阻。对于磁场$B>1$ T，我们观察到的开放的领域感生的差距，其特征在于由一个发散电阻的电荷中性点。对于更高的磁场，八重简并的最低朗道能级完全升高。这种对称性破缺的顺序和间隙大小的强过渡都指向在电荷中性点处发展的绝缘相的铁磁性质。
2012-02-27 cond-mat.mes-hall
Stamp transferred suspended graphene mechanical resonators for radio-frequency electrical readout
我们提出了一种简单的微操作技术，将悬浮的石墨烯薄片转移到任何衬底上，并将它们与小的局部化门组装成机械谐振器。石墨烯的机械运动使用电的、射频（RF）反射读出方案来检测，其中时变石墨烯电容器反射f=5-6 GHz的RF载波，从而产生f +/- fm的调制边带。一个机械谐振频率高达fm=178 MHz的证明。我们发现硬化/软化Duffing效应对不同的样品，并获得一个临界振幅约40 pm的非线性在石墨烯机械谐振器的发病。作为DC偏置电压Vdc的函数的机械谐振的品质因数的测量表明，由于石墨烯电极中的运动诱导的位移电流引起的耗散在高频和大Vdc下是重要的。
2012-03-04 cond-mat.mes-hall
Suspended graphene variable capacitor
利用可变电容器或变容二极管调谐电路谐振得到了广泛的应用，其中最重要的是无线电信。我们展示了一个机电石墨烯变容管，可变电容器，其中的电容是通过电压控制的悬浮石墨烯膜的密集阵列的偏转调谐。石墨烯单层的低抗弯刚度被用来在超薄结构中实现低致动电压。制造了包括数千个悬架的大型阵列，以提供超过10 pF/mm $^2$的可调电容，高于传统微机电系统（MEMS）技术所实现的电容。在10 V的驱动电压下，实现了55%的电容调谐，超过了传统的MEMS平行板电容器。电容器的行为进行了实验研究，并描述了一个简单的理论模型。使用原子力显微镜（AFM）独立地测量石墨烯膜的机械性质。增加的石墨烯导电性将使紧凑型石墨烯变容管能够应用于射频系统。
2016-04-14 cond-mat.mes-hall
Length-dependent thermal conductivity in suspended single-layer graphene
石墨烯具有非凡的电子和机械性能，以及极高的导热性。石墨烯是一种非常稳定的原子厚度膜，可以悬浮在两个引线之间，为研究二维系统中的热导率提供了一个完美的测试平台，这对低维材料中的声子输运至关重要。在这里，我们报告的实验测量和非平衡分子动力学模拟的热传导悬浮单层石墨烯作为温度和样品长度的函数。有趣的是，与块体材料相反，当温度为300 K时，热导率保持增加，并且即使样品长度远大于平均声子平均自由程，热导率也随样品长度保持对数发散，这一结果是石墨烯中声子的二维性质的结果，并提供了对二维材料热输运的基本理解。
2014-04-22 cond-mat.mes-hall
Giant magneto-photoelectric effect in suspended graphene
我们研究了悬浮石墨烯场效应晶体管在高达9 T（量子霍尔制度）的磁场中的光学响应。在仅3 μW的照明功率下，我们测量到高达400 nA的光电流，对应于0.14 A/W的光响应度，我们认为这是单层石墨烯中测得的最高值。我们估计，每个吸收的光子产生超过8个电子空穴对，这表明非常有效的载流子倍增。根据光电流对栅极电压和磁场的依赖关系，我们提出了一种弹道两阶段机制，其中入射光子产生初级载流子，然后通过在石墨烯边缘的俄歇型非弹性库仑散射过程在手性边缘态激发次级载流子。
2015-05-22 cond-mat.mes-hall
Optomechanics for thermal characterization of suspended graphene
通过表征单层石墨烯悬浮膜在高频调制激光作用下的机械运动，研究了单层石墨烯悬浮膜的热性质。观察到光学强度和机械运动之间的特征延迟时间$τ$，这归因于升高膜的温度所需的时间。然而，我们发现，测得的时间常数是显着大于预测的比热和热导率的值的基础上。为了解释测量的和建模的τ之间的差异，提出了一种模型，该模型考虑到石墨烯鼓的边缘处的热边界电阻。这些测量提供了一种非侵入性的方式来表征悬浮的原子薄膜的热特性，提供了通过其他手段难以获得的信息。
2017-02-22 cond-mat.mes-hall
Engineering tunable strain fields in suspended graphene by microelectromechanical systems
在这里，我们提出了一个微机电系统（MEMS）的机电耦合石墨烯和潜在的相关二维材料的调查。我们技术的关键创新包括：（1）将石墨烯集成到硅MEMS技术中;（2）通过空间分辨共焦拉曼光谱完全控制石墨烯膜内的诱导应变场和掺杂水平及其表征;以及（3）通过其机械谐振器本征频率检测石墨烯片与MEMS器件的机械耦合的能力。
2021-03-25 cond-mat.mes-hall
Fine structure of the lowest Landau level in suspended trilayer graphene
对ABC堆叠的悬浮三层石墨烯的磁输运实验揭示了十二倍简并的最低朗道能级的完全分裂，特别是在电荷中性点处打开了交换驱动的能隙。对量子霍尔平台作为场的函数的独特性进行定量分析，得到填充因子的层次：ν=6、4和0是最明显的，其次是ν=3，最后是ν=1、2和5。除了可能由层不对称性引起的ν=4状态的出现之外，该序列与ABC堆叠的三层石墨烯的Hund规则一致。
2013-04-03 cond-mat.mes-hall
Selective nonresonant excitation of vibrational modes in suspended graphene via vibron-plasmon interaction
我们从理论上研究了掺杂的石墨烯带悬挂在一个沟槽，并受到垂直于石墨烯平面极化的交流电场。在这样的系统中，外部ac场经由隔离的石墨烯片中的等离子体激元振荡耦合到相对慢的机械振动。我们表明，电场产生的机械模式的有效泵浦。结果表明，在欠阻尼等离子体振荡的情况下，力学振荡和等离子体振荡出现了一种特殊的几何共振。也就是说，当机械模式的波数与等离子体波的波数非常一致时，泵浦效率显著增加。泵浦强度随模式波数的增加而增加。尽管驱动场是均匀的，但这种现象允许不同机械模式的选择性致动。
2015-06-11 cond-mat.mes-hall
Single- and multi-mode Fabry-Pérot interference in suspended graphene
载流子的相位相干性导致弹道介观导体中的电子波干涉。在石墨烯中，已经观察到了这种法布里-珀罗干涉，但是由于导电的二维性质，使得详细的分析变得复杂，这使得复杂的干涉图案成为可能。在这项工作中，我们已经实现了高品质的法布里-珀罗干涉在悬浮的石墨烯设备，无论是在电导和散粒噪声，并分析了它们的结构，使用傅立叶变换技术。傅立叶分析揭示了两组重叠、共存的干涉，其中菱形的比率等于装置的宽度与长度的比率。我们将这些集合归因于纵向和横向共振的独特共存，其中纵向共振源自具有低横向动量的模式的聚束。此外，我们的研究结果提供了深入了解的费米速度在悬浮的石墨烯样品的重整化，所造成的未屏蔽的多体相互作用。
2013-06-05 cond-mat.mes-hall
Phonon Scattering at Kinks in Suspended Graphene
最近的实验已经显示出在直径范围为2至7微米的鼓中悬浮的石墨烯中范围为10至100 ns的惊人的大的热时间常数。大的时间常数和它们与直径的比例指向鼓边缘处的热阻。然而，这种阻力的微观起源的解释是缺乏的。在这里，我们展示了如何声子散射在一个扭结的石墨烯，例如，形成的侧壁粘附在边缘的悬浮膜，可以导致一个大的热时间常数。这种扭结强烈地限制了弯曲声子穿过悬浮石墨烯边缘的部分，这导致在其边界处的界面热阻。我们的模型预测的热时间常数是相同的数量级的实验数据，并显示出类似的依赖于周长。此外，该模型预测的相对平面内和平面外的声子的石墨烯的热膨胀力的贡献，与实验一致。因此，我们表明，在对比传统的热（Kapitza）电阻发生在两种不同的材料之间，在二维材料的另一种类型的热界面电阻可以几何诱导在一个单一的材料。
2019-09-25 cond-mat.mes-hall
Electrical transport in suspended and double gated trilayer graphene
我们提出了一种高质量的悬浮和双栅极三层石墨烯器件的制造工艺。这些晶体管中的电输运测量揭示了高载流子迁移率（高于20000 cm ^2/Vs）和大于200 nm尺度的弹道电输运。我们报告了一个特别大的开/关比的电流在ABC堆叠的三层，高达250的平均电位移为-0.08 V/nm，兼容的电场诱导的能隙。在低至500 mT的磁场下出现量子霍尔平台也证明了这些器件的高质量。
2011-12-14 cond-mat.mes-hall
Thermal conductivity of suspended pristine graphene measured by Raman spectroscopy
悬浮的单层石墨烯的热导率作为温度的函数使用拉曼散射光谱法在通过机械剥离而没有化学处理直接在预图案化的衬底上制备的清洁样品上测量。通过拉曼散射光谱的拉曼2 $D$带的频率监测激光光斑处的温度，并且通过分析热扩散方程推导热导率，假设衬底在环境温度下是热沉。所获得的热导率值的范围从325 K附近的$\sim$ 1800 Wm $^{-1}$ K $^{-1}$到500 K下的$\sim$ 710 Wm $^{-1}$ K $^{-1}$。
2011-03-17 cond-mat.mes-hall
Hot electron transport in suspended multilayer graphene
我们研究了热电子输运在短沟道悬浮多层石墨烯设备创建一个独特的实验方法。对于具有半透明接触势垒的器件，在源漏偏置Vd = 0处观察到差分电导（dI/dV）的下降，以及在较高Vd处可能由光学声子散射引起的异常。对于具有低接触势垒的器件，仅观察到Vd = 0时的dI/dV下降，并且我们发现dI/dV对偏置Vd和温度T的良好拟合对数依赖性。用热电子效应解释了Vd的对数依赖性，而T的对数依赖性可以归因于二维的弱局域化。
2010-07-11 cond-mat.mes-hall
Gate Defined Quantum Confinement in Suspended Bilayer Graphene
在石墨烯中操纵单电子的量子限制器件正在成为纳米电子学应用的有吸引力的候选者。以前的实验采用蚀刻的石墨烯纳米结构，但边缘和衬底无序严重限制了器件的功能。在这里，我们提出了一种技术，建立量子限制结构的悬浮双层石墨烯与隧道势垒所定义的外部电场，打破层反转对称性，从而消除边缘和基板的障碍。我们报告了两种情况下的干净量子点形成：在零磁场B下，使用由垂直电场诱导的单粒子能隙;在B> 0时，使用量子霍尔铁磁体ν = 0间隙进行限制。库仑阻塞振荡表现出与基于局部顶栅几何形状的静电模拟一致的周期性，直接证明了对石墨烯的能带结构的局部控制。该技术将单电子输运与高器件质量和对振动模式的访问集成在一起，实现了从机电传感器到量子比特的广泛应用。
2012-02-03 cond-mat.mes-hall
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
Apparent rippling with honeycomb symmetry and tunable periodicity observed by scanning tunneling microscopy on suspended graphene
悬浮的石墨烯难以通过扫描探针显微镜成像，这是由于尖端施加的固有范德华力和介电力不被衬底抵消。在这里，我们报告的扫描隧道显微镜数据的悬浮单层石墨烯在恒流模式揭示了一个令人惊讶的蜂窝结构与振幅为50 $-$ 200 pm和晶格常数为10-40 nm。表观晶格常数通过增加隧穿电流$I$而减小，但不系统地依赖于隧穿电压$V$或扫描速度$v_{\rm scan}$。波纹的蜂窝状晶格与在支撑区域上观察到的原子结构对齐，而在悬浮区域上没有发现原子结构，分辨率低至约$3-4$ pm。我们排除了蜂窝结构是由反馈回路使用变化的$v_{\rm scan}$，这是一个简单的放大效应的原子分辨率以及模型预测冻结声子或驻波诱导的隧穿电流。尽管我们目前对观察到的效应没有令人信服的解释，但我们希望我们有趣的结果将激发与悬浮石墨烯相关的进一步研究。
2016-11-18 cond-mat.mes-hall
Local Compressibility Measurements of Correlated States in Suspended Bilayer Graphene
由于多体效应的重要作用，特别是在低能量下，双层石墨烯吸引了相当大的兴趣。在这里，我们报告的悬浮石墨烯双层的局部可压缩性测量。我们发现，在填充因子v = 4的能隙不消失，在低场，而是合并成一个不可压缩的区域附近的电荷中性点在零电场和磁场。这些结果表明存在零场有序态，并与反常量子霍尔态或旋转对称性破缺的非对称相的形成相一致。在更高的磁场下，我们测量了v = 0，1和2时对称性破缺态的本征能隙，发现它们与磁场成线性比例，这是双层石墨烯中强库仑相互作用的另一种表现。
2010-09-10 cond-mat.mes-hall
Local charge transfer doping in suspended graphene nanojunctions
我们报告了纳米级石墨烯晶体管中的电子输运测量，其沟道长度短于100 nm的金和铂电极，并将其与沟道长度为1 \textmu{} m至50 \textmu{} m的晶体管进行比较。我们发现一个大的正栅电压漂移的电荷中性点（NP）的晶体管与铂电极，但可以忽略不计的移动与金电极制成的设备。这与电子从石墨烯转移到铂电极中是一致的。随着沟道长度的增加，使用金和铂电极测量的NP之间的差异消失。
2012-01-04 cond-mat.mes-hall
Stability of Suspended Graphene under Casimir Force
我们认为石墨烯片悬浮在导电表面上方。将石墨烯作为弹性膜，在Casimir力的作用下，研究了其与导体的稳定性。在边缘处存在临界高度，在该临界高度以下，悬浮的石墨烯的中心部分成核为变得附接到导体的主干。计算了临界高度对温度和石墨烯片尺寸的依赖性。
2016-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Molecular dynamics simulations of thermal conductivity and spectral phonon relaxation time in suspended and supported graphene
我们进行分子动力学（MD）模拟与声子谱分析，旨在了解二维（2D）的热输运悬浮和支持石墨烯。在平衡态分子动力学模拟的框架内，我们进行了光谱能量密度（SED）分析，以获得各个声子模式的寿命。然后计算每模对热导率的贡献，以获得300-650 K温度范围内的晶格热导率。与之前的研究相比，我们的研究结果表明，在室温下，在悬浮单层石墨烯（SLG）中，面外声学（或ZA）分支对热导率的贡献约为25-30%。当SLG置于非晶SiO2衬底上时，其热导率降低。这种减少是由于在所有的声子模式在基板的存在下的散射加强。其中，ZA模式受到的影响最大，其对热导率的贡献降低到15%左右。因此，热输运是占主导地位的面内声学声子模式的支持SLG。
2011-11-20 cond-mat.mes-hall
Coulomb bound states and resonances due to groups of Ca dimers adsorbed on suspended graphene
采用密度泛函理论和改进的扩展Hückel模型，考虑静电势，对钙离子二聚体在石墨烯表面吸附产生的Dirac点能附近的电子束缚态和共振态进行了理论研究. Mulliken原子电荷和静电势从DFT计算获得，并揭示电荷从Ca二聚体转移到石墨烯，这是导致电子光谱中出现共振态的原因。共振态的数目随着吸附的二聚体的数目的增加而增加。我们在石墨烯局域态密度中发现了束缚的“原子塌缩”态，如已经在实验中观察到的[Wang \textit{et al.}，Science { \bf 340}，734（2013）]。我们发现形成的原子崩溃状态和它的人口与电子需要较少的吸附钙二聚体比在实验中，可能是由于二聚体之间的不同间距和介电屏蔽在实验中的氮化硼基板。我们还预测了当六个钙二聚体吸附在悬浮的石墨烯单层上时，用电子填充第二原子塌缩态的开始。测试这些预测的实验将是有趣的。
2015-01-26 cond-mat.mes-hall
Microwave Photodetection in an Ultraclean Suspended Bilayer Graphene pn Junction
我们探索了双层石墨烯作为低温微波光电探测器的潜力，通过研究在8 K的温度下，在$1-5$ GHz的频率范围内，完全悬浮的清洁双层石墨烯PN结中的微波吸收。我们观察到一个独特的光电流信号，如果该设备被门控到pn制度，而几乎没有信号的单极掺杂的nn或pp制度。最令人惊讶的是，当结的一侧被选通到狄拉克点（电荷中性点CNP）时，光电流强烈地达到峰值，而另一侧保持在高掺杂状态。这与以前使用光辐射的结果不同。我们提出了一个新的机制的基础上的光热效应解释的大信号。它需要接触掺杂和两侧明显不同的传输机制：石墨烯的一侧是弹道的，另一侧是扩散的。通过设计部分扩散和部分弹道器件，光电流可以大大增强。
2017-02-06 cond-mat.mes-hall
Coulomb-driven broken-symmetry states in doubly gated suspended bilayer graphene
石墨烯及其双层对应物的非相互作用能谱由由于固有的自旋、谷和层对称性而导致的多重简并组成。预计载流子之间的相互作用会自发地打破这些对称性，导致带隙有序态。在量子霍尔制度中，这些状态被预测为铁磁性的性质，从而系统成为自旋极化，层极化或两者兼而有之。在双层石墨烯中，由于其抛物线色散，已经预期在零磁场下相互作用诱导的对称性破缺。在这项工作中，底层的各种对称性破缺状态的顺序进行了研究，在双层石墨烯是悬浮在顶部和底部的栅电极之间。通过可控地打破自旋和亚晶格对称性，我们能够推导出各种量子霍尔铁磁态的序参量。在小的载流子密度，我们确定了第一次三个不同的对称性破缺状态，其中之一是一致的自发破缺的时间反转对称性或自发破缺的旋转对称性。
2010-10-05 cond-mat.mes-hall
Triaxially strained suspended graphene for large-area pseudo-magnetic fields
应变工程化的石墨烯最近已经获得了很多关注，这是由于通过伪磁场能够产生大量能隙的可能性。虽然理论工作提出了通过沿三个结晶方向使单层石墨烯应变来产生大面积伪磁场的可能性，但这种有前途的设备的明确实验证明仍然难以捉摸。在此，我们实验证明了一个三轴应变悬浮石墨烯结构，有可能拥有大规模和准均匀的伪磁场。我们的结构采用了独特设计的金属电极，既作为应力源和电流注入的金属接触。拉曼表征和紧束缚模拟表明，在微米级区域实现伪磁场的可能性。电流-电压测量证实了石墨烯的有效电流注入，显示了我们的器件在新型光电应用中的潜力。我们还从理论上提出了一种基于光子晶体的激光器结构，该结构在均匀伪磁场下获得与空间区域重叠的强局域光场，从而为实现石墨烯激光器提供了一条实用路线。
2022-02-09 cond-mat.mes-hall
Comment on "Sticking of Hydrogen on Supported and Suspended Graphene at Low Temperature"
由Lepetit和Jackson [Phys. Rev. Lett. { \bf 107}，236102（2011）]不包括来自石墨烯的低频振动的波动的影响。这些波动抑制了低入射能量（$\lesssim 15$ meV）的粘附概率。
2014-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-quality multi-terminal suspended graphene devices
我们介绍了一种新的方案来实现悬浮的，多终端的石墨烯结构，可以成功地进行电流退火，以获得均匀的，非常高质量的设备。一个关键的方面是，庞大的金属接触不直接连接到通过传输测量探测的石墨烯部分，而是仅通过蚀刻收缩，这防止接触侵入性地起作用。该设备的高品质和均匀性是由一个可再现的窄（delta_n ~ 10^9 cm^-2）电阻峰值在电荷中性附近，载流子迁移率值超过10^6 cm ^2/V/s，观察到整数量子霍尔平台从30 mT开始，对称破缺态在200 mT左右，以及通过出现负的多端电阻直接证明发生了弹道输运。由于这些多终端设备能够实现在更简单的双终端配置中无法完成的测量，因此我们预计它们在石墨烯系统的未来研究中的使用将特别相关。
2014-01-16 cond-mat.mes-hall
Nanomechanical strain concentration on a 2D nanobridge within a large suspended bilayer graphene for molecular mass detection
应变梯度工程的出现直接影响到二维材料的纳米力学、光电子学和热输运等领域。更具体地说，在非常高的应力下的大悬浮石墨烯代表了通过独特的分子反应进行纳米机械质量检测的精髓。已经使用不同的技术来在2D材料中诱导应变，例如通过在石墨烯膜上施加尖端压痕、压力或衬底弯曲。然而，控制结构应变的有效方法是设计系统几何形状，如日常生活中的建筑和声学所示。类似地，我们研究了具有不同几何形状和长度范围从10到40微米的悬浮外延双层石墨烯膜中的人工纳米收缩（~100 nm）中的应变浓度。我们仔细地从显微拉曼测量中分离出应变特征，并通过分析我们的拉曼峰的加宽形状（高达100 cm-1）来提取低于激光光斑尺寸的尺度上的信息。我们可能在纳米收缩中测量到高达5%的强应变集中，这是原生外延石墨烯应变的20倍。此外，对于双层石墨烯，我们的配置自然地增强了上下石墨烯层之间的天然不对称应变。与以前的结果相反，由于我们的结构方法，我们可以在石墨烯中实现任何类型的复杂应变张量。该方法完善了以前的应变诱导技术，并为基于双层石墨烯和2D异质结构的器件开辟了新的前景。
2019-01-24 cond-mat.mes-hall
Drift velocity peak and negative differential mobility in high field transport in graphene nanoribbons explained by numerical simulations
我们提出了高场输运的数值模拟悬浮和沉积扶手椅型石墨烯纳米粒子（A-GNR）在HfO 2衬底。悬浮GNR中的漂移速度在高电场（F）下不饱和，而是降低，在F=10 kV/cm时显示出最大值。沉积在HfO 2强烈降低漂移速度的因素高达10相对于悬浮GNRs在低场制度，而在高场漂移速度接近内在的价值，预计在悬浮GNRs。即使在完美边缘的假设下，所获得的迁移率也远远落后于二维石墨烯的预期，并且被表面光学声子进一步降低。
2011-12-22 cond-mat.mes-hall
Strain and doping transfer between suspended and supported bilayer graphene
本文利用亚微米空间分辨率拉曼光谱研究部分悬浮、部分支撑的双层石墨烯在高压下的应变与掺杂传递，发现两区域间几乎完全传递，且载流子密度在2 GPa时迅速饱和而双轴应变持续增加。
2025-03-10 cond-mat.mes-hall
Many-body effects in suspended graphene probed through magneto-phonon resonances
我们利用微磁拉曼散射光谱探测磁-声子共振（MPR）在悬浮的单层到五层石墨烯。MPR对应于区中心光学声子（G模式）与光学活性朗道能级间（LL）跃迁之间的避免交叉，并且提供了在由G模式声子设置的固定能量（$\approx 197~\rm{meV}$）下执行LL光谱的工具。使用单粒子有效双层模型，我们很容易提取与每个MPR相关的速度参数。略高于块状石墨值的单个速度参数足以拟合$N\geq2$层系统的所有MPR。与此相反，在单层石墨烯中，我们发现，速度参数显着增加，从$(1.23\pm 0.01) \times 10^6~\mathrm{m.s^{-1}}$到$(1.45\pm0.02) \times 10^6~\mathrm{m.s^{-1}}$作为第一至第三光学活性的LL间跃迁耦合到G-模式声子。这一结果被理解为未筛选石墨烯中增强的多体效应的特征。
2020-09-06 cond-mat.mes-hall
Electron beam nanosculpting of suspended graphene sheets
我们展示了通过受控暴露于透射电子显微镜的聚焦电子束来对悬浮的多层石墨烯片进行高分辨率改性。我们表明，这种技术可以用来实现，在几秒钟的时间尺度上，各种功能，包括纳米级的孔隙，狭缝和间隙是稳定的，不随时间而演变。尽管悬置的石墨烯片极薄，但发现大量去除材料以产生期望的特征几何形状不会引入悬置片结构的长程变形。
2008-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonequilibrium Thermodynamics of Acoustic Phonons in Suspended Graphene
最近的理论已经预测了局部加热的悬浮石墨烯中的面内（LA和TA）和面外（ZA）声学声子浴之间的大温差。为了验证这些预测，以及它们对理解二维材料的非平衡热力学的影响，需要实验技术。在这里，我们提出了一种方法来确定声学声子浴温度从悬浮石墨烯的频率依赖性的机械响应功率调制激光。机械运动揭示了两个抵消贡献的热膨胀力，这是由于快速的正热膨胀的面内声子和较慢的负热膨胀的面外声子。这两个力的大小揭示了平面内和弯曲声学声子在稳态下处于非常不同的温度，通常观察到的比值$ΔT_{\mathrm{LA+TA}}/ΔT_{\mathrm{ZA}}$在0.2和3.7之间。这些偏离通常使用的局部热平衡假设（$ΔT_{\mathrm{LA+TA}}=ΔT_{\mathrm{ZA}}$）的偏差会影响二维材料热性质的实验分析。
2019-09-25 cond-mat.mes-hall
