Breaking of symmetry in graphene growth on metal substrates
在石墨烯生长中，岛对称性可以变得低于石墨烯和衬底两者的本征对称性。第一性原理计算和蒙特卡罗模拟解释了在我们的实验和早期研究中观察到的各种金属表面对称性的形状。对于平衡形状，边缘能量变化$δE$表现在具有不同基态边缘结构的扭曲六边形中。在生长或成核过程中，能量变化以$\sim e^{δE / k_{B} T}$的形式呈指数形式进入，强烈地放大了对称性破缺，直到完全改变形状为三角形、带状或菱形。
2015-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Determination of Carrier Type Doped from Metal Contacts to Graphene by Channel-Length-Dependent Shift of Charge Neutrality Points
描述了一种用于确定从金属接触转移到石墨烯的载流子、电子或空穴的类型的方法。的狄拉克点被发现向更负（正）的电子（空穴）掺杂的栅极电压通过缩短电极间的间距。狄拉克点的移动伴随着电子-空穴电导率不对称性的增强。实验确定的载体类型可以用通过与石墨烯的相互作用而改变的金属功函数来解释。
2011-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Valley symmetry breaking and gap tuning in graphene by spin doping
我们研究了具有吸附自旋纹理的石墨烯，其中局部自旋产生周期性的磁通量。后者在石墨烯光谱中产生间隙并打破谷对称性。由此产生的有效的电子模型，这是类似于Haldegree的周期性通量模型，使我们能够调整一个山谷的间隙独立于其他山谷。这导致两个霍尔平台和量子霍尔跃迁的形成。我们讨论了非零频率和非零温度下的态密度、光学纵向电导率和霍尔电导率。当外场频率与间隙宽度一致时，霍尔电导率出现一个强对数奇异性。
2010-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Site-Specific Orbital Symmetry Breaking in Epitaxial Graphene on Silicon Carbide
本研究通过EELS和从头计算揭示SiC上外延石墨烯缓冲层中四分之一碳原子与硅成键诱导sp³杂化，淬灭π态并破坏对称性，为低能耗晶体管界面设计提供定量基础。
2026-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron-Hole Symmetry Breaking in Charge Transport in Nitrogen-Doped Graphene
石墨氮掺杂石墨烯是研究带电杂质对无质量狄拉克费米子散射过程的一个很好的平台，其中氮原子直接取代石墨烯晶格中的碳原子，由于没有晶格缺陷，可以保持高的迁移率。在这项工作中，我们报告的高品质石墨氮掺杂石墨烯的电和磁输运测量。我们发现，在石墨烯中的取代氮掺杂剂引入原子尖锐的电子散射，但长程库仑散射的空穴，因此，石墨氮掺杂的石墨烯表现出明确的电子-空穴输运性质的不对称性。分析了氮掺杂石墨烯中载流子的主要散射过程。结果表明，电子-空穴的不对称性起源于电子和空穴的谷间散射的明显差异。我们还进行了不同温度下的石墨氮掺杂石墨烯的磁输运测量和谷间散射，谷内散射和相位相干散射率的温度依赖性提取和讨论。我们的研究结果为石墨烯中取代氮掺杂诱导的谷间散射中的电子-空穴不对称性提供了证据，并为石墨氮掺杂石墨烯在电子和谷电子器件中的广泛和潜在应用提供了依据。
2017-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Second generation Dirac cones and inversion symmetry breaking induced gaps in graphene/hexagonal boron nitride
石墨烯/h-BN已经成为范德华异质结构的模型，并且由超晶格势进行的能带结构工程导致了各种新颖的量子现象，包括自相似的Hofstadter蝴蝶态。虽然新产生的第二代狄拉克锥（SDC）被认为是理解这种有趣的现象的关键，但由于缺乏直接的实验结果，到目前为止，关于这种异质结构中SDC的基本知识，例如SDC的位置和色散，反转对称性破缺对带隙开口的影响，仍然存在很大争议。在这里，我们报告的第一个直接的实验结果，分散的SDC在0 $^\circ$对齐的石墨烯/h-BN异质结构，使用角分辨光电子能谱。我们的数据明确地揭示了SDC在超晶格布里渊区的角落，并在两个超晶格谷之一。此外，在SDC和原始石墨烯狄拉克锥处分别观察到$\approx$ 100 meV和$\approx$ 160 meV的能隙。我们的工作突出了强反转对称破缺微扰势在石墨烯/h-BN物理中的重要作用，填补了Dirac费米子能带结构工程中超晶格势的关键知识空白.
2016-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bilayer graphene under pressure: Electron-hole Symmetry Breaking, Valley Hall Effect, and Landau Levels
双层石墨烯的电子结构在压力下发展非常有趣的功能与三角翘曲的增强和分裂的抛物线接触带在倒易空间的K点成四个狄拉克锥，一个在K和三个沿T对称线。随着压力的增加，这些锥体在倒易空间和能量上分离，打破了电子-空穴对称性。由于它们的能量分离，在谷霍尔效应实验和朗道能级结构中可以观察到它们相反的Berry曲率。基于由密度泛函理论得到的电子结构，我们发展了一个描述压力对系统的霍尔电导率和朗道能级等可测量量的影响的低能哈密顿量。
2016-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
100 GHz Transistors from Wafer Scale Epitaxial Graphene
高性能的石墨烯场效应晶体管已经在两英寸SiC晶片上合成的外延石墨烯上制造，对于240 nm的栅极长度实现了100 GHz的截止频率。这些外延石墨烯晶体管的高频性能不仅显示了迄今为止任何石墨烯器件的最高速度，而且在相同栅极长度下也超过了Si MOSFET。这一结果证实了石墨烯在先进电子应用中的巨大潜力，标志着碳电子学的一个重要里程碑。
2010-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Moiré phonons and impact of electronic symmetry breaking in twisted trilayer graphene
扭曲三层石墨烯是一种特别有前途的莫尔超晶格系统，由于其可调谐性，强超导性和复杂的电子对称性破缺。受这些性质的启发，我们研究了该系统的晶格弛豫和长波声子模。我们发现，镜像对称的三层石墨烯主机，除了传统的声学声子模式，两类剪切模式，这是偶数和奇数下镜面反射。镜像偶模被发现是无间隙的，相当于扭曲的双层石墨烯的“相位子”模式，具有适当的重新缩放的参数。镜像对称下的奇模在扭曲的双层石墨烯中没有类似物，并且表现出有限的间隙，我们表明这与晶格弛豫的程度成正比。我们还讨论了镜像对称性破缺的影响，这可以通过位移场调谐或导致堆叠移位，以及旋转以及时间反演对称性破缺，导致自发电子秩序。我们证明，这可以诱导有限的角动量的声子分支。我们的研究结果是重要的解释最近的实验，关于超导电性和线性的$T$电阻率的起源。
2022-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spontaneous Chiral Symmetry Breaking in Bilayer Graphene
双层石墨烯及其具有菱面体堆叠的较厚表兄弟由于其对各种手征对称性破缺的敏感性而引起了相当大的关注。由于大的态密度和量子化的Berry相靠近它们的无带隙接触点，每个自旋谷味自发地在层之间转移电荷，产生准粒子谱中的能隙的打开和动量空间Berry曲率的扩展。在这篇文章中，我们回顾了理论的发展，预测这样的手征对称性破缺和分类的可能的拓扑多体基态，并在最近的实验中的观察，是在合理的协议与这些理论。
2015-12-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Inversion symmetry-broken tetralayer graphene probed by second harmonic generation
本研究通过二次谐波产生技术，实验证实ABCB堆叠四层石墨烯存在反演对称性破缺，可区分不同堆叠畴区并表征取向，为研究单质铁电等新奇物理提供了独特平台。
2023-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Breaking Water at Graphene Defects
University of Cambridge（剑桥大学）
本研究利用机器学习原子间势探究缺陷石墨烯-水界面的水分解，发现溶剂化开启两条竞争反应路径，产生不同中间体并增强吸附，揭示碳空位丰富的界面化学及其对功能化和输运的意义。
2026-09-11 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Tunable correlation-driven symmetry breaking in twisted double bilayer graphene
最近出现了各种相关的相位选择扭曲范德华（vdW）异质结构，由于其平坦的电子色散。特别地，扭曲双层石墨烯（tDBG）的异质结构在导带的所有四分之一填充处表现出电场可调谐的相关绝缘（CI）状态，伴随着具有暗示超导性的特征的附近状态。在这里，我们报告的tDBG电输运测量中，我们阐明了自发对称性破缺在其相关的相图的基本作用。我们观察到突然的电阻率下降时，降低温度的相关金属相邻近的CI状态，以及相关的非线性$I$ - $V$的特点。尽管性质上与超导相似，但伴随的霍尔系数符号的反转反而指向自发对称性破缺，因为电阻率突然下降，而焦耳加热似乎是非线性输运的基础。我们的研究结果表明，类似的机制可能是相关的更广泛的类半导体平带VDW异质结构。
2020-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The effect of vertex corrections on the possibility of chiral symmetry breaking, induced by long-range Coulomb repulsion in graphene
在本文中，我们考虑的可能性手性（电荷或自旋密度波）对称性破缺的石墨烯由于长程库仑相互作用的Bethe-Salpeter和功能重整化群方法的结果进行比较。前者对粒子-空穴通道中的梯形图进行求和，再现了Schwinger-Dyson方法对量子相变临界相互作用强度的计算结果。重整化组的方法结合了不同通道的效果，并允许研究顶点校正的作用。在不考虑费米速度重整化的静态近似下，临界相互作用强度为$α_{c}=e^{2}/(εv_{F})\approx 1.05$，在考虑费米速度重整化的静态近似下，临界相互作用强度为$α_{c}=3.7$。然而，当考虑到动态屏蔽效应时，预计后一个值会降低，从而产生临界相互作用，其与自由悬浮的石墨烯中的临界相互作用相当。我们表明，顶点校正是至关重要的，以获得上述值的关键相互作用。
2015-11-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el hep-th
Symmetry breaking and anomalous conductivity in a double moiré superlattice
双莫尔超晶格可以通过堆叠三层原子级薄的二维材料来实现，这些材料具有设计者的层间扭曲或晶格失配。在这种新颖的结构中，组成层的原子重构可以在小扭转角下对晶格对称性和电子结构进行显著修改。在这里，我们采用导电原子力显微镜（cAFM）研究扭曲的三层石墨烯的对称性破缺和局部电学性质。我们观察到清晰的双莫尔超晶格，在整个样品上有两个不同的莫尔周期。在大莫尔条纹的邻近区域，电流呈现出两重或六重旋转对称性，表明超出刚性模型的精细对称性破缺。此外，在较大莫尔条纹的“A-A”堆叠位置处出现异常电流，这与先前对扭曲双层石墨烯的观察相反。这两种行为都可以通过原子重构来理解，并且我们还表明，扭曲石墨烯样品的cAFM信号由尖端石墨烯接触电阻主导，该接触电阻定性地映射了扭曲石墨烯和金属尖端的局部功函数。我们的研究结果揭示了cAFM是一种有效的探针，可以可视化的原子重构和对称性破缺的新的莫尔超晶格，这可能会提供新的见解，探索和操纵更多的奇异量子态基于扭曲的范德华异质结构。
2022-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Symmetry breaking and low energy conformational fluctuations in amorphous graphene
最近，计算已经探索了石墨烯（a-G）的非晶相的前景。最初的模型是平坦的，包含奇数元环，同时保持三重协调和sp2键。在松弛时，起皱发生，并且可以追溯到五边形的存在，类似于富勒烯的情况。在这项工作中，我们系统地探讨了固有结构的能量接近平坦的起始结构。正如预期的那样，平面对称性可以以各种方式被打破，我们总是使用局域基密度泛函技术来表征a-G的800个原子模型。各种结构模型的经典正常模式进行了讨论，重点虚模式表明从平坦的褶皱的演变。我们还讨论了非常低的能量构象波动类似于以前在非晶硅中看到的，并反映在一个固定的拓扑结构的网络内的无定形的"基态"的性质。为了完整性，还计算了高能量模式，并发现与网络的应变部分相关。
2012-10-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Graphene Nanoribbon and Graphene Nanodisk
我们研究了具有闭合边缘的石墨烯衍生物的电子性质。它们是有限长度的石墨烯纳米带和石墨烯纳米盘。虽然所有的无限长锯齿形纳米带都是金属的，但在有限长锯齿形纳米带中没有发现金属态。我们还研究了六边形，平行四边形和三角形的锯齿形或扶手椅边缘的纳米盘。除了三角形锯齿形纳米盘外，在这些纳米盘中也没有发现金属态。有趣的是，我们可以通过改变三角锯齿形纳米盘的尺寸来任意设计金属态的简并度。
2007-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emergent chiral symmetry breaking in moiré domain wall networks redirects topological boundary states in bilayer graphene
The University of Melbourne（墨尔本大学）；Northwest Institute for Nonferrous Metal Research（西北有色金属研究院）；University of New South Wales（新南威尔士大学）
研究揭示了莫尔石墨烯双层中通过堆叠和网络层面的对称性破缺，导致螺旋网络结构的形成及低能电子态的调控。
2026-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Massless Dirac cones in graphene: experiments and theory
单层石墨烯中间隙的打开通常归因于两个碳亚晶格之间的等效性的破坏。我们通过角度分辨光电子能谱表明，在Ir（111）表面上生长的Ir和Na改性的石墨烯呈现出非常大的非常规间隙，其可以用现象学的“无质量”狄拉克模型来描述。我们讨论了这个模型的后果和标准的大质量的差距模型的比较，我们调查的条件下，这种反常的间隙可以产生一个自发对称性破缺。
2015-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effective Time Reversal Symmetry Breaking and Energy Spectra of Graphene Armchair Rings
我们研究了由金属扶手椅带形成的石墨烯环的能谱和波函数，接近零能量，以寻找可能与“有效破缺时间反演对称性”（EBTRS）相一致的性质。适当选择的角落路口施加相移的波函数，在低能量有相同的效果，作为有效的通量管附近的带表面通过。将带闭合成环捕获这种通量并产生可以被理解为EBTRS特征的性质。这些包括在零能量附近的频谱中的间隙，其可以通过施加穿过环的实磁通量来去除。光谱的五个和七个边环也检查，它表明这些不具有粒子孔对称性，这也可以理解为EBTRS的后果，并连接到系统中诱导的曲率时，这样的环形成。偏离理想的几何形状对光谱的影响也进行了研究。
2009-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chiral symmetry breaking and topological charge of graphene nanoribbons
本文研究了矩形石墨烯纳米带的边缘性质，发现尽管自洽Hartree-Fock场破坏了手性对称性，其仍作为对称保护拓扑绝缘体存在，并在不同掺杂条件下表现出由能隙项诱导的拓扑荷及近零能边缘模式。
2024-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
CVD bilayer graphene spin valves with 26 $μ$m spin diffusion length at room temperature
我们提出了由CVD生长的双层石墨烯（BLG）制造的倒置自旋阀，其在室温下的器件性能与最先进的双层石墨烯自旋阀相比增加了一倍以上。这是可能的PDMS液滴辅助全干转移技术，弥补了以前的工艺缺陷，在设备制造。栅极相关的汉勒测量显示自旋寿命高达5.8 ns和自旋扩散长度高达26 $μ$ m在室温下结合的电荷载流子迁移率为$\approx$ 24 000 cm $^{2}$（Vs）$^{-1}$的最佳设备。我们的研究结果表明，CVD生长的BLG显示出与CVD-石墨烯甚至剥离的单层石墨烯同样良好的室温自旋输运性质。
2022-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Slip Length Measurement in Rectangular Graphene Nanochannels with a 3D Flow Analysis
虽然许多分子动力学模拟已经进行了石墨烯上的滑移流，实验工作仍然非常有限，我们的理解石墨烯上的流动摩擦仍然远远不够。在这里，为了准确地测量矩形纳米通道中的滑移长度，我们开发了一个三维毛细流动模型，该模型充分考虑了不均匀的横截面速度分布、滑移边界条件和动态接触角。我们表明，三维分析是必要的，即使是一个通道的宽度/高度比为100。我们制作了深度为45 nm、宽度为5 μm的石墨烯纳米通道，并使用该三维流动模型测量了约30至40 nm的滑移长度。我们还重新评估了从文献中的毛细管填充实验获得的石墨烯的滑移长度数据：对于25 nm深的通道，30 nm而不是最初声称的45 nm，对于8.5 nm深的通道，47 nm而不是60 nm。我们发现一个较小的滑移长度比现有的实验测量，由于我们的方法中考虑了我们的全三维流动分析。这项工作提出了一个严格的分析方法，同时也提供了一个更好的理解滑流在石墨烯纳米通道，这将有利于进一步创新的纳米流体应用，包括电子冷却和生物医学芯片。
2021-12-24 cond-mat.mtrl-sci physics.flu-dyn
Breaking Bipartite and Time Reversal Symmetries by Fusing Porphine Unit in-between two Zigzag-edge Graphene Nanoribbons
Sardar Vallabhbhai National Institute of Technology (SVNIT)（萨达尔·瓦拉巴伊国家理工学院）；Indian Institute of Science Education and Research (IISER) Tirupati（印度科学教育研究学院蒂鲁帕蒂分校）
通过在两个锯齿形边缘石墨烯纳米带之间融合卟啉环，得到两种近简并基态：半导体反铁磁态和导电铁磁态，后者中多数和少数自旋具有不等且相反的费米速度，前者稳定性略高，这些基态源于卟啉环诱导的二分性破缺。
2026-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hierarchy of Symmetry Breaking Correlated Phases in Twisted Bilayer Graphene
在$\sim1.1^{o}$魔扭角附近的扭曲双层石墨烯（TBG）表现出丰富的相图。然而，不同相位之间的相互作用及其对扭转角的依赖性仍然是难以捉摸的。在这里，我们探讨了各种TBG相的稳定性，并证明了超导性附近的填充两个电子每个莫尔晶胞旁边费米表面重建，以及熵驱动的高温相变和线性T电阻发生在一个范围内的扭曲角，远远超出了那些表现出相关的绝缘相。在魔角附近，我们还发现了一个金属相，显示滞后异常霍尔效应和初期陈绝缘行为。这样的金属相可以合理化的相互作用驱动的变形TBG带之间的相互作用，导致贝里曲率重新分布和费米面重建。我们的研究结果提供了一个广泛的视角TBG的相关阶段的层次结构，其稳健性对偏离魔角，或等效地，他们的电子相互作用的要求进行分类。
2022-05-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Band Gap of Atomically Precise Graphene Nanoribbons as a Function of Ribbon Length and Termination
利用扫描隧道显微镜/光谱结合密度泛函理论计算，研究了Au（111）衬底上有限长$N_A=7$扶手椅型石墨烯纳米带（7-AGNR）的带隙. 7-AGNRs的带隙与长度为6 nm和更大的收敛到0.1 eV内的体积值为2.3 eV，而带隙打开几百毫电子伏在很短的7-AGNRs。终端上的带隙有显着的影响，双氢化终端产生较低的带隙比单氢化的。
2019-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Alignment of graphene nanoribbons by an electric-field
在本文中，我们开发了一种分析方法来预测场致取向的悬臂石墨烯纳米带。这种方法是通过分子模拟使用本构原子静电模型进行验证。结果表明，在小变形时，石墨烯的场取向弯曲角与场强的平方或石墨烯长度成正比，而与石墨烯宽度无关。有效弯曲刚度和纵向极化率也被发现近似地与石墨烯长度的平方成比例。与碳纳米管相比，石墨烯纳米带被发现对外部电场更机械敏感。
2009-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Symmetric, off-diagonal, resistance from rotational symmetry breaking in graphene-WSe$_2$ heterostructure: prediction for a large magic angle in a Moire system
本文揭示二维体系对称非对角电阻对应面内旋转对称性破缺至$C_2$，解释石墨烯-WSe$_2$异质结输运实验，并预测约$27^0$的大魔角反常各向异性。
2023-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Long triple carbon chains formation by heat treatment of graphene nanoribbon: Molecular dynamics study with revised Brenner potential
提出了加热石墨烯纳米带产生原子链的方法，并采用分子动力学模拟对其进行了研究。对Brenner势进行了修正，使之能更好地描述石墨烯中原子链、边和空位迁移的形成过程。在2500 K下，观察到了3和4原子排的边缘GNRs（3和4-ZGNRs）的一个根本不同的行为：在3-ZGNRs中形成了数百个原子长度的三重、双重和单重碳链，而在4-ZGNRs中仅用短链和GNR宽度减小进行边缘重构。通过分析键重组反应揭示了3-ZGNRs中的链形成机制，并基于两个过程的相互作用。第一个是3个锯齿形原子排之间的键断裂，导致三重链形成。第二种是在同一锯齿形原子行内的键断裂，其主要通过生成五边形而发生，随后五边形中的键断裂并导致单链或双链形成。对相关反应势垒的DFT计算与提出的机理一致。讨论了基于链的纳米电子器件具有可控数量的链的可能性。
2018-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum dot behavior in graphene nanoconstrictions
石墨烯纳米带显示不完全理解的传输间隙。我们通过几种长度的纳米粒子装置测量传输。在长度大于或等于250 nm的纳米带中，我们观察到通过串联的多个量子点的传输，而长度小于或等于60 nm的较短收缩显示单量子点和双量子点的行为特征。网点大小与收缩宽度成比例。我们提出了一个模型，其中运输发生通过量子点，在存在的限制间隙的背景无序势成核。
2009-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Metallic Graphene Nanodisks
我们探索了有限长石墨烯纳米带以及不同尺寸和形状的石墨烯纳米盘的电子性质，以寻求金属的。为了这个目的，它是足够的搜索零能量状态。我们发现，虽然所有无限长锯齿形纳米带都具有零能态，但在有限长锯齿形纳米带中不存在零能态。零能态的出现是非常罕见的。在典型的纳米盘中，只有三角形锯齿形纳米盘具有简并的零能态，并显示出金属铁磁性，其中简并度可以通过设计尺寸来任意控制。一个显着的性质是，弛豫时间是相当大的，尽管它的小尺寸在三角锯齿形纳米盘。
2007-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A Universal Length-Dependent Vibrational Mode in Graphene Nanoribbons
石墨烯纳米带（GNR）由于其原子可调结构而引起了人们的极大兴趣，这使得它们成为未来电子器件的有希望的候选者。然而，获得有关GNR长度的详细信息具有挑战性，通常依赖于低温扫描隧道显微镜。这样的方法不适合于实际的器件应用和表征。相比之下，拉曼光谱是用于表征GNR的灵敏方法，特别是用于研究它们的宽度和结构。在这里，我们报告了一个依赖于长度的，拉曼活性低能量振动模式，存在于原子精确，自下而上合成扶手椅型石墨烯纳米带（AGNRs）。我们的拉曼研究表明，这种模式是存在于所有家庭的AGNRs，并提供了有关其长度的信息。我们的光谱研究结果证实了扫描隧道显微镜图像和支持的第一性原理计算，使我们能够将这种模式的纵向声学声子。最后，我们表明，这种模式是一个敏感的探针的整体结构完整性的带和他们的相互作用与技术相关的基板。
2019-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Symmetry breaking in the double moiré superlattices of relaxed twisted bilayer graphene on hexagonal boron nitride
我们研究了完全弛豫的扭曲双层石墨烯（TBG）中与六方氮化硼（BN）几乎对齐的相称双莫尔超晶格的原子和电子结构。建立了考虑弛豫效应的TBG/BN单粒子有效哈密顿量（$\hat{H}^0$）和BN引入的全莫尔哈密顿量。基于类平面波基下的$\hat{H}^0$，计算了自洽Hartree-Fock（SCHF）基态在不同填充平带数（$ν$）下的平均场能带结构.由于$\hat{H}^0$的对称性破缺，TBG/BN中的单粒子平带被CNP处的开隙分开。我们发现，$\hat{H}^0$中$C_2$对称性的破缺主要来源于邻近BN的石墨烯层中的层内反转非对称结构变形，它引入了层内哈密顿量的空间非均匀修正.带隙的平带具有有限的Chern数。对于具有魔扭角的TBG/BN，$|ν|$ = 1-3的SCHF基态都是绝缘的，具有窄的MF带隙。当平坦导带被填充时，$ν$ = 1处的带隙小于$ν$ = 3处的带隙，这表明与平坦陈氏带相关的非平凡拓扑性质更可能在$ν= 3$处观察到。这与具有空价带的负$ν$类似。TBG/BN的电子结构对正$ν$的依赖性与最近的实验观察大致一致。
2020-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Triggering a global density wave instability in graphene via local symmetry-breaking
二维量子材料提供了一个强大的平台，研究的出现，由于其电子性质的高调谐度的有序相的破坏。例如，通过叠置和扭曲结构的莫尔超晶格在石墨烯中产生新的电子能带结构的能力已经导致了几种相关和拓扑相的发现。在这里，我们报告了一种在毫米级石墨烯中诱导初始对称性破缺相的替代方法。我们发现，一个非常稀的浓度（$<\!0.3\% $）的表面吸附原子可以自组装，并触发到一个独特的凯库莱键密度波相的石墨烯原子晶格的崩溃，从而碳C-C键对称性被打破全球。使用互补的动量分辨技术，如角分辨光电子能谱（ARPES）和低能电子衍射（LEED），我们直接探测这种密度波相的存在，并确认在狄拉克点的能隙的开放。我们进一步表明，这种Kekulé密度波相位发生在各种费米表面的大小和形状，这表明这种晶格不稳定性是由强电子-晶格相互作用驱动的。我们的研究结果表明，自组装吸附原子的稀浓度提供了一个有吸引力的替代路线设计新的量子相在二维材料。
2022-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Massive Dirac Fermions Signal in Raman Spectrum of Graphene
石墨烯中的无质量狄拉克费米子可以通过不同类型的亚晶格对称性破缺微扰获得质量，并且越来越需要使用常规方法来确定此质量。我们描述了如何使用拉曼光谱确定的交错的亚晶格势所造成的质量和解释的机制方面的大规模狄拉克费米子的赝自旋极化。
2018-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
One-dimensional quantum channel in a graphene line defect
利用紧束缚模型，我们研究了石墨烯中的线缺陷，其中体能隙通过亚晶格对称性破缺而打开。结果表明，亚晶格对称性破缺可以诱导出对应于不同能带谱的多种组态。特别地，对于相对于线缺陷保持镜像对称的配置，观察到无间隙状态。我们发现，这种无间隙状态起源于线缺陷，并且与石墨烯带的宽度、线缺陷的位置以及带边缘的电势无关。特别地，无间隙状态可以由嵌入线缺陷下方的栅极电压控制。最后，这一结果得到了电导计算的支持。这项研究显示了如何使用线缺陷来构造量子信道，以及如何通过调节嵌入线缺陷下方的栅极电压来控制量子信道。
2013-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Operation of Graphene Transistors at GHz Frequencies
制作了工作在高频（GHz）的顶栅石墨烯晶体管，并分析了它们的特性。测得的本征电流增益显示出理想的1/f频率依赖性，表明石墨烯晶体管的FET样行为。截止频率fT被发现是成比例的直流电阻gm的设备。峰值fT随着栅极长度的减小而增加，并且对于栅极长度为150 nm的石墨烯晶体管测量到高达26 GHz的fT。这项工作是实现石墨烯电子高频应用的重要一步。
2008-12-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Edge Effects in Finite Elongated Graphene Nanoribbons
我们分析的相关性，有限尺寸效应的电子结构的长石墨烯纳米带使用分而治之的密度泛函方法。我们发现，对于氢封端的石墨烯纳米带，在40 nm的长度处恢复了无限石墨烯纳米带的态密度中出现的大部分物理特征。然而，即使是最长的系统（72纳米长）考虑明显的边缘效应出现在附近的费米能量。这些边缘状态的权重与带的长度成反比，并且预期它们仅在微米量级的带长度处变得可忽略不计。我们的研究结果表明，在设计基于石墨烯纳米带的新型纳米电子器件时，应仔细考虑有限尺寸和边缘效应。这些结论预计将适用于其他一维系统，如碳纳米管，导电聚合物和DNA分子。
2007-09-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
