Impact Ionization and Carrier Multiplication in Graphene
我们开发了一个模型，在石墨烯中的碰撞电离产生的载流子，这表明，这种影响是不可忽略的，因为消失的能隙，即使是在中等电场中的载流子传输。我们的理论应用于石墨烯场效应晶体管，对于石墨烯场效应晶体管，我们参数化先前用玻尔兹曼形式主义获得的载流子生成速率[A. Girdhar和J. Leburton，Appl. Phys. Lett. 99，229903（2011）]中，以将其包括在自洽方案中并计算晶体管I-V特性。我们的模型表明，漏极电流表现出“向上踢”在高漏极偏压，这是与最近的实验数据相一致。我们还表明，载流子的产生影响沿晶体管沟道的电场分布，这反过来又降低了载流子的速度。
2012-08-03 cond-mat.mes-hall
Photo-excited Carrier Dynamics and Impact Excitation Cascade in Graphene
固体中的光激发可以触发级联，其中产生多个粒子-空穴激发。我们分析了石墨烯中碰撞激发过程的载流子倍增级联，并表明对激发的数量对掺杂有很强的依赖性，这使得载流子倍增门可调。我们还预测了激发对的数目以及级联的特征时间与光激发能成线性关系。这些依赖关系，以及尖锐的峰值对激发的角分布，提供了明确的实验签名的载波倍增。
2012-09-19 cond-mat.mes-hall
We study optical absorption at graphene edges in a transversal magnetic field. The magnetic field bends the trajectories of particle- and hole excitations into antipodal direction which generates a directed current. We find a rather strong amplification of the edge current by impact ionization processes. More concretely, the primary absorption and the subsequent carrier multiplication is analyzed for a graphene fold and a zigzag edge. We identify exact and approximate selection rules and discuss the dependence of the decay rates on the initial state.
2021-07-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Carrier Multiplication in Graphene
石墨烯作为一种零带隙半导体，是研究传统半导体中载流子弛豫通道效率低下的理想模型结构。特别是，它是根本的兴趣，以解决的问题是否Auger型过程显着影响石墨烯中的载流子动力学。这些散射通道桥接价带和导带，从而允许载流子倍增-一种从单个光子的吸收产生多个载流子的过程。这在文献中已经被建议用于提高太阳能电池的效率。在这里，我们表明，密度矩阵形式主义的微观计算的基础上，俄歇过程中发挥了异常强大的作用，光激发的载流子在石墨烯的弛豫动力学。我们预测，一个相当大的载流子倍增发生，这表明石墨烯作为一种新的材料，高效率的太阳能电池和高灵敏度的光电探测器。
2010-08-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Tunable Carrier Multiplication and Cooling in Graphene
时间和角度分辨的光电发射测量显示不同的掺杂水平的两个掺杂的石墨烯样品揭示显着差异的狄拉克锥中的热载流子的超快动力学。在更强的（$n$ -）掺杂的石墨烯中，我们观察到更大的载流子倍增因子（$>$ 3）和明显更快的声子介导的冷却载流子回到平衡相比，在较少的（$p$ -）掺杂的石墨烯。这些结果表明，掺杂水平的仔细调整允许有效地操纵石墨烯对光激发的动态响应。
2016-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Carrier multiplication in graphene under Landau quantization
载流子倍增是一个多粒子过程，产生多个电子-空穴对。该工艺具有提高光伏器件的功率转换效率的潜力。在石墨烯中，载流子倍增已经在理论上预测并且最近在实验上观察到。然而，由于不存在带隙和竞争声子诱导的电子-空穴复合，载流子的提取仍然是一个重大挑战。在这里，我们提出了一种新的策略，通过引入朗道量子化，提供了一个可调的带隙，以受益于所获得的载流子。基于密度矩阵理论框架下的微观计算，我们报道了在朗道量子化条件下石墨烯中载流子的倍增。我们的计算揭示了通过外部可访问的泵注量，温度和磁场的强度的效果的高可调谐性。
2014-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Impact of Auger processes on carrier dynamics in graphene
石墨烯的线性、无间隙能带结构为俄歇过程提供了理想的条件。它们对于基础研究和技术应用非常重要，因为它们从质上改变了载体动力学。时间，动量，和角度分辨的微观计算揭示了一个有效的碰撞激发引起的光激发载流子和显着的库仑诱导载流子冷却效应的显着倍增。我们提出了一个解析表达式的载波倍增预测理想的条件下，其仍然缺少实验观察。
2012-04-25 cond-mat.mes-hall
Non-linear electromagnetic response of graphene
结果表明，石墨烯中电子和空穴的无质量能谱导致了该系统的强非线性电磁响应。我们预测，石墨烯层，由电磁波照射，发出辐射在更高的频率谐波，可以作为一个频率倍增器。石墨烯倍频器的工作频率可以处于从微波到红外的宽范围内。
2007-04-15 cond-mat.mes-hall
A new electromagnetic mode in graphene
一个新的，弱阻尼，{ \em横向}电磁模式的预测在石墨烯。模式频率$ω$位于窗口$1.667<\hbarω/μ<2$中，其中$μ$是化学势，并且可以通过经由栅极电压改变载流子的密度来从无线电波调谐到红外线。
2007-03-15 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
Nonlinear Properties of Gated Graphene in a Strong Electromagnetic Field
我们发展了一个强电磁场与门控双层石墨烯相互作用的微观理论。在强激光场中，采用紧束缚方法，在二次量子化哈密顿量范围内，得到了密度矩阵的量子动力学方程。我们表明，随时间的推移动态地改变栅极电位可能会产生（在共振光子能量）的价带和导带之间的高密度的电子布居的完全反转。在线性区域，还研究了具有开放能隙的石墨烯单层中电磁辐射的激子吸收。
2017-01-05 cond-mat.mes-hall
Nonlinear electromagnetic response of few-layer graphene: A nonperturbative description
基于弛豫时间近似下Boltzmann动力学方程精确解的非微扰方法，研究了电子掺杂少层石墨烯对高频电磁场的非线性响应.结果表明，非微扰方法可以应用到一个二维导体与任意各向同性频谱的载波。
2020-03-05 cond-mat.mes-hall
Velocity renormalization and Dirac cone multiplication in graphene superlattices with various barrier edge geometries
一维石墨烯超晶格的电子性质强烈依赖于原子的尺寸和一维周期性势的取向。使用紧束缚的方法，我们表明，扶手椅和锯齿形方向在这些超晶格有不同的影响的各向异性速度的载流子的重整化。对于对称的势垒，垂直于势垒的速度被修改为扶手椅方向，而在锯齿形的情况下保持不变。对于不对称的障碍，初始对称性之间的前向和后向动量的狄拉克锥对称性被打破的速度垂直（扶手椅的情况下）或平行（锯齿形的情况下）的障碍。最后，电荷中性点处的狄拉克锥乘法只发生在锯齿形几何中。相反，带隙出现在具有扶手椅方向势垒的石墨烯超晶格的电子结构中。
2015-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Influence of the Constant Electric Field on the Mutual Rectification of the Electromagnetic Waves in Graphene Superlattice
在紧束缚近似下，导出了石墨烯超晶格中电子能量的显式表达式。讨论了椭圆余弦波在石墨烯超晶格中传播的可能性。计算了在纵向恒定电场作用下，椭圆余弦和正弦电磁波在垂直于超晶格轴方向上感应的直流电流。当纵向电场的强度改变其绝对值时，这种直流电流的方向也会改变。
2016-08-08 cond-mat.mes-hall
Hot Carrier Transport and Photocurrent Response in Graphene
石墨烯中强的电子-电子相互作用预计将通过吸收单个光子而产生多重激发。我们发现，载流子倍增对光电流响应的影响是通过非常低效的电子冷却来增强的，从而导致大量的热载流子。热载流子介导的能量传输占主导地位的光响应，并体现在量子效率，可以超过统一，以及在一个特性的光电流的依赖于栅极电压。多个光电流符号的图案作为栅极电压的函数而改变，提供了热载流子主导的传输和载流子倍增的指纹。
2011-09-17 cond-mat.mes-hall
Control of electronic transport in graphene by electromagnetic dressing
我们从理论上证明了强高频电磁场（修整场）对石墨烯狄拉克点附近电子能谱的重整化作用与场的极化密切相关。也就是说，线偏振导致各向异性的无隙能谱，而圆偏振导致各向同性的有隙能谱。因此，石墨烯中的静态（dc）电子输运强烈地依赖于修整场的参数：圆极化场单调地降低石墨烯的各向同性电导率，而线性极化场导致电导率的巨大各向异性（可以达到数千倍）和电导率的振荡行为作为场强的函数。由于预测的现象可以在单色电磁波照射的石墨烯层中观察到，因此精心设计的理论开辟了一种利用光控制石墨烯电子特性的新方法。
2016-02-03 cond-mat.mes-hall
Electronic states bound by repulsive potentials in graphene irradiated by a circularly polarized electromagnetic field
本研究基于Floquet理论，发现圆极化电磁场辐照石墨烯可在排斥势核心诱导吸引区，产生排斥势束缚的准稳态电子态，分析了其与常规抛物线色散系统的差异并探讨了潜在表现。
2024-11-01 cond-mat.mes-hall
High harmonic generation in Landau-quantized graphene subjected to a strong electromagnetic radiation
研究了朗道量子化石墨烯对强电磁波的非线性光学响应。特别地，我们考虑高次谐波产生过程。结果表明，当波电场对磁长的功大于泵浦光子能量时，可以实现高次谐波的高效产生。在这种情况下，高次谐波产生过程在宽范围的泵浦波频率和强度下发生，甚至由于石墨烯中的杂质而导致朗道能级的显著加宽。
2016-10-31 cond-mat.mes-hall
Electromagnetic response and pseudo-zero-mode Landau levels of bilayer graphene in a magnetic field
研究了双层石墨烯在磁场中的电磁响应，并与单层石墨烯的电磁响应进行了比较。这两种类型的石墨烯在介电和屏蔽特性方面在质量上非常相似，特别是那些来自真空波动的特性，但双层的影响通常要大得多。零（能量）模式朗道能级的存在是石墨烯特有的特征。在双层膜中，与单层膜不同，零模能级的影响变得可见，甚至在密度响应中占主导地位，因为外部可控的带隙发展。指出双层石墨烯的准零模能级分裂是由面内电场或注入电流控制的。此外，还建立了双层石墨烯的低能有效规范理论。
2008-04-23 cond-mat.mes-hall
Electromagnetic response and effective gauge theory of graphene in a magnetic field
研究了石墨烯在磁场中的电磁响应，特别强调了其基态（真空）的量子特性。与传统的量子霍尔系统不同，石墨烯真空是一种介电介质，具有可观的电磁兼容性。介电效应随着填充因子nu的增加而快速增长，这种方式反映了石墨烯的“相对论”朗道能级特性以及其谷和自旋简并性。仔细观察介电函数还表明，库仑相互作用在磁性长度的尺度上被有效地屏蔽，导致石墨烯中激子光谱的显著减少。此外，一个有效的规范理论的石墨烯的响应被构造出来。由此指出，磁化率一般用霍尔电导与朗道能隙之比来表示。
2007-06-18 cond-mat.mes-hall
Ultrahigh refractive index sensitivity of TE-polarized electromagnetic waves in graphene at the interface between two dielectric media
研究了石墨烯中TE和TM电磁波在两个半无限介质界面处的行为。TE波传播的戏剧性的影响，即使在非常小的变化，在两个电介质之间的光学对比度的预测。TE波的频率被发现只躺在由对比度确定的窗口。我们认为这种效果与石墨烯为基础的光学气体传感器的设计。在石墨烯电导率的虚部为零的频率附近，显示出很高的折射率灵敏度和很低的检测限。所考虑的基于石墨烯的光学气体传感器优于现代体积折射率传感器的特性几个数量级。
2013-05-30 cond-mat.mes-hall
Electromagnetic field induced suppression of transport through $n$-$p$ junctions in graphene
研究了电磁场辐照下石墨烯中$n $ - $p$结的准粒子传输。在没有EF的情况下，未掺杂的石墨烯的电子光谱是无间隙的，并且可以预期垂直于结流动的准粒子的完美透射。我们证明了传播准粒子与平行于结的EF分量的共振相互作用在石墨烯的准粒子谱中的电子和空穴带之间诱导了\textit{non-equilibrium dynamic gap} $(2Δ_R)$。在这种情况下，强烈抑制准粒子传输是唯一可能的，由于带间隧道效应。该效应可以用于控制石墨烯中不同结构的传输性质，例如，$n$ - $p$ - $n$晶体管、单电子晶体管、量子点等，通过改变外部辐射的强度$S$和频率$ω$。
2007-03-16 cond-mat.mes-hall
One-dimensional electronic solitons of graphene in an electromagnetic field
用微分方程方法计算了石墨烯在相对强度β =E/vf*B>=1的正交电磁场和纯电场中的电子能本征态.构造了概率密度的高斯波包，发现当β从β 1增大时，当β =1时，二维孤子向一维孤子转化<1 into beta>。利用有限个石墨烯在电场中的最大一维孤子数来确定电子的能级。根据孤子的弹道输运，这些能级和孤子的速度导致电流对β>1的场的霍尔电压的非线性依赖性和在低温下纯电场的非线性电流-电压曲线，包括台阶状曲线。
2013-05-03 cond-mat.mes-hall
Photoexcitation Cascade and Quantum-Relativistic Jets in Graphene
在狄拉克材料中，线性能带色散阻碍了动量守恒的带间跃迁，为光激发级联中的电子-空穴对产生和载流子倍增创造了瓶颈。在这里，我们表明，衰变是畅通的，瓶颈是由微妙的多体效应，涉及多个离壳电子氢对缓解。这种衰变是由于许多软电子对的发射而引起的集体行为。我们讨论的特征签名的壳外途径，特别是尖锐的角分布的二次载流子，类似于相对论射流在高能物理。这些喷流可以用固态的粒子探测器直接探测。共线散射增强了载流子倍增，允许每个单个吸收光子发射多达${\sim}10$二次载流子。
2018-02-11 cond-mat.mes-hall
WKB energy levels in gapped graphene under crossed electromagnetic fields
本文用WKB近似研究交叉电磁场下带隙石墨烯的能级，发现量子化条件含额外的依赖谷的几何相位，计入后与精确对角化结果除最低Landau能级外吻合良好。
2025-05-07 cond-mat.mes-hall
Radiative decay effects influence the local electromagnetic response of the monolayer graphene with surface corrugations in terahertz range
我们继续研究了表面波纹对单层石墨烯在太赫兹波段的局部电磁响应的影响。考虑了辐射衰减、石墨烯中载流子谱的双谷结构和呼吸表面曲率形成的合成电场的影响。为了实现这一程序，得到了广义非线性自洽方程。在外加弱交变电场的情况下，得到了外电场线性近似下的方程的精确解，表明在这种情况下，感应电流路径的局部失相依赖于表面形状。这一理论结果定性地解释了石墨烯中局部电流模式的相应实验，而没有使用完全量子方法，这对于石墨烯纳米带中这种现象的理论描述是必要的。此外，本文所得到的公式还可作为局部电流路径图象给定的表面波纹形成象新方法的基础。所获得的结果允许研究纳米尺度下材料的机械行为偏离宏观既定的概念，这对石墨烯特别重要。
2014-10-15 cond-mat.mes-hall
Probing of electromagnetic fields on atomic scale by photoelectric phenomena in graphene
我们报告的观察reststrahl带辅助光电流在外延石墨烯在SiC上的红外辐射激发。位于SiC衬底的reststrahl带内的频率的特有光谱依赖性提供了一种直接且非侵入性的方式来探测距材料表面原子距离处的电场大小。此外，我们的研究结果表明，二维晶体和其他原子尺度结构中的非线性光学和光电现象可以通过光谱范围和衬底材料的适当组合而得到极大的增强。
2013-08-01 cond-mat.mes-hall
Microscopic nonlinear quantum theory of absorption of coherent electromagnetic radiation in doped bilayer graphene
提出了强相干电磁辐射下掺杂$AB$堆叠双层石墨烯中手征粒子在带电杂质库仑场上非线性受激散射的微观量子理论。密度矩阵的Liouville-von Neumann方程解析求解。这里考虑电子与散射势的相互作用作为微扰。利用所得解计算了费米子手征粒子巨正则系综的非线性逆韧致辐射吸收率。对所获得的速率的分析表明，在太赫兹和近红外频率范围内，通过多光子受激韧致辐射机制，入射辐射有显着的吸收。
2019-07-23 cond-mat.mes-hall
On nonlinear graphene response on monochromatic electromagnetic wave in the form as generation of harmonics
本研究通过微扰理论求解玻尔兹曼方程，分析石墨烯对单色电磁波的非线性响应，发现反射和透射光谱中产生奇次谐波，且第一至第三谐波转换系数约为10-3。
2025-02-24 cond-mat.mes-hall
Electromagnetic waves reflection, transmission and absorption by graphene - magnetic semiconductor - graphene sandwich-structure in magnetic field: Faraday geometry
从理论上研究了石墨烯-磁性半导体-石墨烯多层结构的电动力学性质。分析了石墨烯-半无限磁性半导体和石墨烯-磁性半导体-石墨烯多层结构中石墨烯层对电磁波传播的影响。计算了这种结构对电磁波的反射率、透射率和吸收率随频率和场的变化关系。分析了结构厚度的尺寸效应。已经显示了通过外部磁场有效控制石墨烯-磁性半导体-石墨烯三明治结构的电动力学性质的可能性。
2014-07-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Electromagnetic properties of a double layer graphene system with electron-hole pairing
我们研究了双层石墨烯系统的电磁特性，其中来自一层的电子与来自另一层的空穴耦合。得到了规范不变的线性响应函数。计算了透射系数、反射系数和吸收系数的频率依赖性。我们预测在反射和吸收的峰值的频率等于准粒子谱中的间隙。结果表明，电子-空穴配对的结果在一个本质上修改的表面TM等离子体激元的频谱。我们发现，光学TM模式分裂成一个低频无阻尼分支和一个高频阻尼分支。在零温度下，较低的分支消失。它建立了配对不影响声学TM模式。它还表明，配对打开的频率窗口，在subgap范围内的表面TE波。
2016-05-11 cond-mat.mes-hall
Surface corrugations influence on monolayer graphene electromagnetic response
我们考虑了波纹单层石墨烯膜在太赫兹范围内的电磁（从两个谷）响应。我们研究了辐照石墨烯产生的总电流，第一次考虑到合成电场由于（不可避免的）存在于石墨烯中的固有面外纳米变形和狄拉克电荷粒子的双谷能谱。我们的方法是基于原子量子力学用于描述价$π-σ$键的变化所产生的激活外部周期性电场和狄拉克电子相互作用的机制，这种依赖于时间的扰动。我们考虑的框架内的非相互作用的狄拉克电子模型的问题。假设表面波纹不是很粗糙，我们得到弱场的公式在石墨烯膜中感应的总电流。对于给定的石墨烯表面形式，我们的公式描述了在$E^{ext}(t)$近似下的线性弯曲电流线。我们表明，电流线的局部方向是由合成电场的方向可能本质上不同于一个外部场，并取决于石墨烯膜的局部曲率。我们还证明了由外场产生的谷电流具有依赖于点（x，y）的非零椭圆极化角。谷电流被示出为在不同的谷中以相反的方向旋转。所得结果可应用于太赫兹光学和光电子学中不同器件的分析以及狄拉克点的成像实验。
2014-02-13 cond-mat.mes-hall
Multi-mode behavior of electron Zitterbewegung induced by an electromagnetic wave in graphene
从理论上考虑了电磁（或电）波作用下单层石墨烯中的电子。结果表明，电子的运动是由石墨烯晶格的周期势和波的驱动场引起的Zitterbewegung（ZB，抖动运动）的非线性组合。这种复杂的运动被称为“多模式Zitterbewegung”。该理论基于时间相关的双带哈密顿量，考虑到石墨烯的能带结构和与波的相互作用。我们的理论处理包括窄波包的旋转波近似和高驱动频率近似，以及任意宽度的包的数值计算。不同的制度的电子运动被发现，这取决于ZB频率$ω_Z$和驱动频率$ω_D$的电子波相互作用的不同强度之间的关系。由此产生的振荡模式的频率和强度的计算。问题的非线性导致明显的多模行为。介质的极化也计算我们的理论结果可观察到的量。驱动波的存在，导致直接与$ω_Z$相关的频率，并增加振荡的衰减时间，应该有利于Zitterbewegung现象的观察。
2013-12-09 cond-mat.mes-hall
Electron transitions for Dirac Hamiltonians with flat-bands under electromagnetic radiation and its application to the $α-\mathcal{T}_3$ graphene model
在具有类狄拉克线性色散的系统中，对于任意频率的电磁辐射$Ω$，总是存在满足共振条件的状态。将$α-\mathcal{T}_3$石墨烯模型看作是一个具有平带和Dirac锥的极小模型，用相互作用图描述动力学，研究了外加电磁场诱导的能带跃迁.我们发现，过渡依赖于电子动量和电磁场波矢之间的相对角度。对于平行入射，使用Floquet理论发现的过渡，而对于其他角度的微扰理论。对于某些特殊的参数$α$或电荷掺杂，系统表现为三能级或二能级Rabi系统。所有这些以前的结果进行了比较与数值模拟。一个很好的协议之间发现。所得到的结果是有用的，提供了一个系统的量子控制。
2020-01-31 cond-mat.mes-hall
Tuning the electromagnetic local density of states in graphene-covered systems via strong coupling with graphene plasmons
由于表面极化激元的存在，SiC/空气界面上电磁场的局域态密度的近场谱呈现出一个强烈的窄峰。最近已经表明，这种表面波可以与石墨烯-SiC异质系统中的石墨烯的片状等离子体激元强耦合。在这里，我们探索这两种现象之间的相互作用，并证明在这些系统中的电磁局域态密度的频谱呈现出两个峰值，其位置显着依赖于到界面的距离和石墨烯的化学势。这为主动控制局域态密度铺平了道路。
2013-02-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Electromagnetic radiation by electrons in corrugated graphene
研究了在弹道机制下，有传输电流存在时，波纹石墨烯中电子的电磁辐射。在波荡器和摇摆器中可以观察到类似性质的辐射。我们在这里考虑了单层石墨烯中的波纹对其电磁特性的影响。电磁辐射实际上是使用标准电磁理论计算的。两种情况下，规则和随机结构进行了分析。随机高度函数h（x，y）与规范场之间的非线性关系导致辐射频率分布中心峰的产生。单层石墨烯中波纹形成的机制很少被考虑。波纹被认为是二维晶体中的无公度超结构，是面内光学声子子系统周期解形成的结果。可能的不稳定性的弯曲子系统进行了讨论。
2015-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spectrally isomorphic Dirac systems: graphene in electromagnetic field
我们构造了新的一维狄拉克哈密尔顿算子，它与已知的精确可解模型在谱上同构（而不是等谱）。给出了它们的光谱和本征态的显式公式。该算子用于描述非均匀电磁场作用下石墨烯中的狄拉克费米子。我们讨论明确的，物理相关的，非周期性和周期性电磁屏障的频谱同构系统的例子。在后一种情况下，光谱同构的两个和三个间隙系统与Ablowitz-Kaup-Newell Segur层次被认为是。
2014-12-02 cond-mat.mes-hall hep-th
Electromagnetic properties of graphene junctions
研究了外加电磁场（EF）诱导的石墨烯结（GJ）的共振手征隧穿（CT）。在CT过程中，外部EF对电子和空穴波函数相位$φ$的调制强烈影响CT方向图。因此，AC GJ的输运特性在很大程度上取决于EF偏振和频率。GJ显示了在太赫兹谐振子中工作的各种纳米电子应用的巨大潜力。
2008-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Nonlocal Electromagnetic Response of Graphene Nanostructures
石墨烯的非局域电磁效应源于其自然色散的介电响应。我们提出了半解析解的非局部麦克斯韦方程的石墨烯纳米带阵列的功能约100 nm，我们发现显着偏离其本地响应。有趣的是，平行于带状物的光偏振的非局部校正更强，这表现为Drude峰的额外加宽。对于垂直极化的情况，非局域效应导致等离子体激元峰的蓝移。这些表现提供了一个物理措施的非局部效应，我们量化其依赖于带宽度，掺杂和波长。
2014-10-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Coulomb impurities in graphene driven by ultrashort electromagnetic pulses: Excitation, ionization, and pair creation
本研究针对带隙单层石墨烯中带电杂质形成的二维人工相对论性原子，建立超短电磁脉冲诱导电子跃迁的理论，借助非微扰骤扰近似推导并分析了激发、电离及电子-空穴对产生概率的解析表达式。
2023-11-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Study of electromagnetic enhancement for surface enhanced Raman spectroscopy of SiC graphene
通过在石墨烯和金纳米颗粒之间插入一层Al2O3，研究了石墨烯表面增强拉曼光谱（SERS）的电磁增强效应。采用不同的激发激光，研究了激光波长与SERS的关系。理论计算表明，石墨烯的存在对金纳米粒子的消光光谱有调制作用。激发激光波长与增强因子关系的实验结果与计算结果吻合较好。增强因子与间隔层厚度之间呈指数关系。
2012-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Carrier dynamics in graphene: ultrafast many-particle phenomena
石墨烯是研究基本库仑和声子诱导载流子散射过程的理想材料。其显著的无带隙和线性能带结构开辟了新的载流子弛豫通道。特别是，俄歇散射桥接的价带和导带的改变的载流子的数量，并引起一个显着的载流子倍增-超快的多粒子现象，是有希望的设计高效的光电探测器。此外，在狄拉克点处的态密度消失结合超快声子诱导的带内散射导致载流子的积累和粒子数反转，这表明基于石墨烯的太赫兹激光器的设计。在这里，我们回顾了我们的工作在石墨烯和朗道量子化石墨烯的超快载流子动力学提供了一个微观视图上的外观载流子倍增和粒子数反转。
2018-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electromagnetic absorption and Kerr effect in quantum Hall ferromagnetic states of bilayer graphene
在量子化磁场中，当垂直于双层石墨烯的电场强度增加时，双层石墨烯的朗道能级$N=0$中的手征二维电子气在整数填充因子$ν\in \left[ -3,3\right] $下发生一系列相变.在填充因子$ν=3,$下，电子气可以用一个简单的两能级系统来描述，其中层和自旋自由度被冻结。然后气体表现为轨道量子霍尔铁磁体。库仑诱导的Dzyaloshinskiii-Moriya项的轨道赝自旋哈密顿量是负责一系列的转变，首先到维格纳晶体状态，然后到螺旋状态的电场的增加。这两种状态都具有非平凡的轨道赝自旋织构。在这项工作中，我们研究了如何在$ν=3$的相图被修改的电场施加在平面的层，然后推导出几个实验签名的均匀和非均匀的状态在相图。除了输运能隙外，我们还研究了对称性破缺态中轨道赝自旋波模激发引起的电磁吸收和克尔旋转。
2015-07-08 cond-mat.mes-hall
Majorana-like fermion physics: Emergence of topologically protected vortical states in graphene interacting with an electromagnetic field
Belarusian State University（白俄罗斯国立大学）
基于准相对论石墨烯模型，研究在外加电磁场下系统复介电常数频率依赖中出现的马约拉纳型涡旋态，并揭示其拓扑电荷与Fano共振的关联。
2026-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Analytical solution for the diffraction of an electromagnetic wave by a graphene grating
提出了一种平面电磁波在调制石墨烯片上衍射的解析方法。同时考虑了界面张力和电导率的周期性变化。给出了任意衍射级的反射、透射、吸收和变换系数的显式表达式。得到了光栅中石墨烯等离子体激元的色散关系和衰减率，并导出了第一布里渊区边缘附近带隙的简单解析表达式。找到了电导率光栅的最佳振幅和波长，保证了入射光与石墨烯等离子体激元的最佳匹配。分析结果与第一性原理数值模拟结果吻合较好。
2013-07-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Fields radiated by a nanoemitter in a graphene sheet
石墨烯的非凡特性使其成为一种非常有前途的光电子材料。然而，这仍然是一个新生的领域，必须探索石墨烯中电磁场的一些基本性质。在这里，我们报告的纳米发射器躺在石墨烯片辐射的领域。我们的研究结果表明，这个领域提出了一个丰富的依赖于频率，距离源和偶极子的方向。这种行为归因于石墨烯片中电磁态密度的独特性以及它们之间的相互作用。该场主要由高强度电磁场的核心区域和外部区域组成，该核心区域由表面等离子体主导，该外部区域中的场实际上与真空中的发射器相同。在核心区域内，电场的强度比真空中的大几个数量级。重要的是，这个核心区域的大小可以通过外部门来控制，这开辟了许多有趣的应用，例如，表面光学和光谱学。此外，纳米发射器和表面等离子体之间的大耦合使得石墨烯片成为量子光学的有利平台，其中量子物体之间的相互作用可以随意外部定制。
2011-04-18 cond-mat.mes-hall
Electromagnetic coupling and transport in a topological insulator-graphene hetero-structure
本研究针对拓扑绝缘体-石墨烯异质结构的电磁耦合问题，分析了拓扑绝缘体的磁电极化率拓扑效应与相对介电常数，在有限低温下对含低浓度电离杂质的石墨烯电导率的作用，为新型器件研发提供理论参考。
2023-01-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum theory of the effect of increasing weak electromagnetic wave by a strong laser radiation in 2D Graphene
本文用量子动力学方程计算了强激光辐射下二维石墨烯中弱电磁波的吸收系数，发现其可取负值，证明强激光能增强弱电磁波，并揭示了磁场下的磁声子共振现象。
2024-12-23 cond-mat.mes-hall
Hall viscosity and electromagnetic response of electrons in graphene
我们推导出一个解析表达式的几何霍尔粘度的非相互作用的电子在一个单一的石墨烯层中的存在下，一个垂直的磁场。我们证明了[C. Hoyos和D. T. Son，Phys. Rev. Lett. { \bf 108}，066805（2012）]，其将二维电子气（2DEG）的霍尔电导率$σ_{xy}(q)$的波矢量展开中的$q^2$的系数与该系统的霍尔粘度和轨道抗磁性磁化率联系起来，尽管缺乏伽利略不变性，但仍然适用于石墨烯，并对有效质量进行了适当的定义。我们还表明，对于一个足够大的数量占据朗道能级的正能量部门，霍尔电导率的电子在石墨烯减少到一个伽利略不变的2DEG的有效质量由$\hbar k_F/v_F$（回旋质量）。即使在最苛刻的情况下，即当化学势落在第零和第一朗道能级之间时，回旋加速器质量公式给出的结果精确到优于1 $\%$。霍尔电导率和粘度之间的联系提供了一种可能的途径来测量石墨烯中的霍尔粘度。
2016-06-30 cond-mat.mes-hall
Quantum theory of the third-order nonlinear electrodynamic effects in graphene
石墨烯电子的线性能量色散导致该材料的强非线性电磁响应。我们发展了石墨烯$σ_{αβγδ}(ω_1,ω_2,ω_3)$的三阶非线性局域动态电导率的一般量子理论，该理论描述了石墨烯对均匀电磁辐射的非线性响应。导出的解析公式描述了大量不同的非线性现象，如三次谐波产生，四波混频，饱和吸收，直流电流激励的二次谐波产生等，其可用于不同的太赫兹和光电子器件。
2016-02-02 cond-mat.mes-hall
Graphene Composites as Efficient Electromagnetic Absorbers in the Extremely High Frequency Band
我们报告的合成的环氧基复合材料与石墨烯填料和测试其电磁屏蔽效率的准光学自由空间法在极高频（EHF）频段（220 - 325 GHz）。固化粘合剂复合材料通过可扩展的技术生产，具有几微米横向尺寸的单层和几层石墨烯层的混合物。发现即使在石墨烯填料的低浓度下电磁透射率T也低：对于仅具有1重量%石墨烯的复合材料，在300 GHz的频率下T <1%。在具有低石墨烯负载的复合材料中的主要屏蔽机制是吸收。厚度为1 mm且石墨烯负载量为8 wt %的复合材料在亚太赫兹EHF频率下提供了70 dB的优异电磁屏蔽，对环境的能量反射可忽略不计。所开发的具有石墨烯填料的轻质粘合剂复合材料可用作高频微波无线电继电器、微波遥感器、毫米波扫描仪和无线局域网中的电磁吸收剂。
2020-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electromagnetic Waves Reflectance of Graphene -- Magnetic Semiconductor Superlattice in Magnetic Field
在考虑耗散过程的Faraday几何下，对置于磁场中的石墨烯-磁性半导体-石墨烯超晶格的电动力学性质进行了理论研究。采用传输矩阵法计算了不同周期数和不同周期尺寸的超晶格对电磁波的反射率、透射率和吸收率随频率和场的变化关系。石墨烯-磁性半导体-石墨烯超晶格的电动力学性质的有效控制的可能性已经被证明。
2014-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Interplay between spin-orbit interactions and a time-dependent electromagnetic field in monolayer graphene
考虑到自旋轨道相互作用的内在和Rashba型，我们在单层石墨烯上施加圆极化和线性极化的太赫兹场。结果表明，由于自旋分量对圆偏振光的不同反应，该场不仅可以用来在能谱中诱导出能隙，而且可以用来关闭已经存在的能隙。即使对于静态态密度与自旋-轨道相互作用无关的能量，也可以观察到驱动系统的态密度上的自旋-轨道耦合的签名。此外，它表明，初始波包的自旋极化和轨道动力学的时间演化可以调制通过改变的自旋轨道耦合参数的比例。假设系统获得准稳态，计算了辐照样品的电导率。我们的研究结果证实了最近获得的导电性的多步性质，其中中间步骤的数量可以通过调整自旋轨道耦合参数和场的取向来改变。
2013-08-28 cond-mat.mes-hall
Electromagnetic dressing by a high-frequency field drastically modifies the electronic transport properties on Dirac systems. Here its effects on the energy spectrum of graphene with two possible phases of Kekulé distortion (namely, Kek-Y and Kek-O textures) are studied. Using Floquet theory it is shown how circularly polarized light modifies the gapless spectrum of the Kek-Y texture, producing dynamical band gaps at the Dirac point that depends on the amplitude and the frequency of the electric field, and breaks the valley degeneracy of the gapped spectrum of the Kek-O texture. To further exp…
2020-07-31 cond-mat.mes-hall
