Massless Dirac Fermions Trapping in a Quasi-one-dimensional npn Junction of a Continuous Graphene Monolayer
石墨烯中的无质量狄拉克费米子为实现克莱因悖论提供了前所未有的机会，克莱因悖论是相对论粒子最奇异和最引人注目的性质之一。在开创性的理论工作[Katsnelson等人，Nat.Phys.2620（2006）]中，预测了无质量的狄拉克费米子可以在垂直入射下无阻碍地穿过一维（1D）势垒。这样的结果似乎排除了通过使用1D势垒在石墨烯中限制无质量的狄拉克费米子。在这里，我们证明，实验和理论上，无质量狄拉克费米子可以被困在准一维npn结的连续石墨烯单层。由于无质量狄拉克费米子在n-p结边界处的高度各向异性传输（石墨烯中所谓的克莱因隧穿），以大斜角入射的电荷载流子将以高概率从结的一个边缘反射，并继续从相对边缘反弹。因此，这些电子在有限的时间内被捕获，在准一维npn结中形成准束缚态。被视为明显的共振的准束缚态被探测，并且从这些状态产生的量子干涉图案在我们的扫描隧道显微镜测量中直接可视化。
2017-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spatial Confinement, Magnetic Localization and Their Interactions on Massless Dirac Fermions
研究人员对了解将无质量狄拉克费米子限制在石墨烯中的不同方法非常感兴趣，这也是制造基于石墨烯的电子设备的核心问题。在这里，我们研究了空间限制，磁局域化和无质量狄拉克费米子的相互作用，在一个有角度的石墨烯楔形形成的两个线性石墨烯p-n边界与角度34。使用扫描隧道显微镜，我们可视化的准束缚态暂时限制在所研究的石墨烯楔。大的垂直磁场将石墨烯楔中的无质量狄拉克费米子压缩到朗道能级（LL）。楔形的空间限制影响了朗道量子化，这使我们能够实验测量的空间范围的波函数的LL。磁场会使石墨烯中的无质量狄拉克费米子发生π Berry相跃迁，从而导致准基态能量的突然大幅增加。这种行为是石墨烯中克莱因隧穿的标志。我们的实验表明，斜楔是一个独特的系统，其临界磁场的π Berry相位跳变取决于距离的楔形顶点。
2018-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic photoconductivity in graphene
我们在弛豫时间近似下研究了石墨烯的光电导特性。当存在线偏振光诱导的带间跃迁时，由于类狄拉克载流子的赝自旋选择规则，光电导表现出高度的各向异性。这种效应可以在干净的未掺杂石墨烯样品中观察到，并可用于光偏振检测。
2011-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic straining of graphene using micropatterned SiN membranes
我们使用显微拉曼光谱研究应变分布在石墨烯单层悬浮在SiN膜上的微图案与孔的非圆形几何形状。我们表明，一个均匀的压差负载$ΔP$在椭圆形区域的独立石墨烯产生可测量的偏差，从流体静力学应变通常观察到的径向对称的微泡。我们观察到的顶部流体静力应变$\bar{\varepsilon}$估计为石墨烯中的$ΔP = 1\,{\rm bar}$的$\approx0.7\%$，石墨烯夹持到具有轴$40$和$20\,{\rm μm}$的椭圆形SiN孔。在相同的配置中，我们报告了$10\,{\rm cm^{-1}}$的$G_\pm$分裂，这与我们的器件几何结构的各向异性$Δ\varepsilon \approx 0.6\%$计算值吻合得很好。我们的结果是一致的最新报告的Grüneisen参数。通过设计合适的SiN孔和边界夹紧条件实现任意应变配置的前景进行了讨论。
2016-06-22 cond-mat.mtrl-sci
Large gap quantum spin Hall insulator, massless Dirac fermions and bilayer graphene analogue in InAs/Ga(In)Sb heterostructures
量子自旋霍尔绝缘体（QSHI）态已经在两个半导体系统- HgTe/CdTe量子阱（QWs）和InAs/GaSb量子阱双层中得到证实。与HgTe/CdTe量子阱不同，InAs/GaSb量子阱双层结构的反向带隙在布里渊区的$Γ$点处不开放，从而阻止了无质量狄拉克费米子的实现。在这里，我们提出了一类新的半导体系统的基础上InAs/Ga（In）Sb多层膜，托管QSHI状态，石墨烯类相和双层石墨烯类似物，这取决于它们的层厚度和几何形状。QSHI间隙在新的结构可以达到60 meV的现实设计和参数。该值是室温下热能的两倍，显著扩展了基于III-V族晶闸管的拓扑器件的应用潜力。
2017-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Possible high thermoelectric power factor in alkali-metal-intercalated BC$_3$: anisotropic multiple valleys originating from the van Hove singularity of graphene
本文理论预测碱金属插层BC3可实现高热电功率因子，源于石墨烯范霍夫奇点分裂产生的各向异性多谷，并通过钾插层抑制层间耦合保留有利电子结构。
2025-08-06 cond-mat.mtrl-sci
Realising biaxial reinforcement via orientation-induced anisotropic swelling in graphene-based elastomers
双轴力学性能构成了石墨烯的另一个显着优势，但在聚合物纳米复合材料中，它们的评估一直被忽视。在此，我们提供了一种创新的和实用的方法来通过弹性体的溶胀从石墨烯中获得双轴增强，其中石墨烯纳米片被控制为在面内取向。在膨胀过程中，面内取向的石墨烯对弹性体施加了双轴约束力，导致了块状纳米复合材料的各向异性膨胀行为。
2020-03-24 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Coexisting Massive and Massless Dirac Fermions in Moire'-Reconstructed Bilayer Graphene
Indian Institute of Science（印度科学学院）；National Institute for Materials Science（日本物质材料研究机构）
研究揭示了双层石墨烯在莫尔重构带中出现无质量狄拉克费米子的现象，通过磁输运测量发现莫尔诱导的二次带中存在无质量准粒子，展示了莫尔工程调控带拓扑结构的潜力。
2026-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Etching and Nanoribbon Formation in Single-Layer Graphene
我们展示了热活化镍纳米颗粒对单层石墨烯的各向异性蚀刻。使用这种技术，我们获得了亚10纳米的纳米带和其他石墨烯纳米结构，其边缘沿单一晶体学方向排列。我们观察到一种新的催化沟道行为，即蚀刻切口不相交，从而产生连续连接的几何形状。拉曼光谱和电子测量表明，石墨烯的质量在蚀刻条件下是弹性的，这表明这种方法可以作为一种强大的技术来生产具有明确的晶体边缘的石墨烯纳米电路。
2009-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strong 1D localization and highly anisotropic electron-hole masses in heavy-halogen functionalized graphenes
虽然石墨烯的卤化为构建化学和物理上多样化的系统提供了一条迷人的途径，但它们在光化学中的应用却受到了通常过大的光学间隙的阻碍。本文研究了部分溴化和氯化对石墨烯和含氟石墨烯的结构和光电性能的影响。我们发现溴化和氯化的氟石墨烯衍生物与石墨烯一样稳定，即使在高温下也很可能耐用。系统的能带结构的详细调查揭示了显着的一维本地化的载流子，以及强烈的电子-空穴不对称的有效质量。最后，使用$G_0W_0$和BSE，我们研究了上述材料的光学吸收光谱，其第一个吸收峰被示出为接近光伏应用的最佳峰位置（$\approx 1.5$ eV）。
2016-07-26 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic conductivity of doped graphene due to short-range non-symmetric scattering
掺杂石墨烯的电导率被认为是考虑到散射的短程非对称缺陷，当电导率张量的纵向和横向分量出现不同。各向异性电导率张量的计算是基于准经典动力学方程的单极运输的情况下，在低温下。给出了由样品取向和栅电压（即掺杂水平）控制的有效纵向电导率和横向电压。
2010-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Frictional Response of Texture Induced Strained Graphene
在纳米级器件的相对运动期间，折射引起的能量耗散阻碍了纳米级器件的性能。然而，一个巧妙设计的结构，利用石墨烯顶部可以调整摩擦力信号通过诱导局部应变。本工作报告了在从亚纳米级（P=40 nm）到四分之一微米（P= 250 nm）的不同节距长度的Si凹槽表面上的石墨烯的封盖。通过扫描探针技术、拉曼光谱和分子动力学（MD）模拟揭示了节距长度的变化在石墨烯中引起不同的应变。通过摩擦力显微镜在垂直和平行于槽轴的不同方向上利用C-C键在槽结构上的不对称应变。石墨烯的存在润滑的纹理化表面的因子为10和周期性耗散的摩擦力，这被认为是随机的裸露的表面。我们第一次提出了在平行于槽轴的波峰扫描上将润滑转化为超低摩擦力的20倍。这种各向异性被发现是微不足道的在裸织构系统，清楚地表明了摩擦力的应变依赖性调节。我们的研究结果适用于石墨烯和其他二维材料覆盖的波纹结构与可移动的组件，如NEMS，纳米级齿轮和机器人。
2021-05-07 cond-mat.mtrl-sci
Contribution of Geometry and Non-Abelian Gauge Fields to Aharonov-Bohm Scattering of Massless Fermions in Graphene with Disclinations
本文通过紧束缚方法和几何理论引入向错，修正无质量 Dirac 方程并引入规范场，研究含向错石墨烯中无质量费米子的 Aharonov-Bohm 散射，揭示向错对相移、干涉图样和微分截面的显著影响。
2025-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci hep-lat
Anisotropic Rheology and Friction of Suspended Graphene
该研究关注实际石墨烯薄膜承受强各向异性约束的问题，指出既有研究多集中于各向同性设置，并强调其对流变、应变、压痕和摩擦的重要影响。
2023-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Finite-temperature Screening and the Specific Heat of Doped Graphene Sheets
在低能量下，掺杂石墨烯片中的电子由无质量狄拉克费米子哈密顿量描述。在这项工作中，我们提出了一个半解析表达式的非相互作用的无质量狄拉克费米子的动力学密度密度线性响应函数（所谓的“林哈德”功能）在有限的温度。这一结果对于描述无质量狄拉克费米子在随机相位近似下的有限温度屏蔽是至关重要的。特别是，我们用它来定量预测掺杂石墨烯片的比热和压缩性。我们发现，在低温下，比热具有通常的正常费米液体的线性温度行为，与一个斜率，这是完全由重整化准粒子速度控制。
2008-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tetragonal Mexican-Hat Dispersion and Switchable Half-Metal State with Multiple Anisotropic Weyl Fermions in Penta-Graphene
本文通过第一性原理计算发现五边形石墨烯在空穴掺杂下可转变为室温稳定的铁磁半金属，并在应变下实现多种各向异性外尔态，为碳基自旋电子学提供了新途径。
2022-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Beyond Graphene: Low-Symmetry and Anisotropic 2D Materials
低对称性二维材料--如ReS $_2$和ReSe $_2$单层、黑磷单层、IV族单硫属化物单层、硼化物等--具有比石墨烯、六方氮化硼和过渡金属二硫属化物的蜂窝晶格更复杂的原子结构。这些新兴材料的对称性降低，产生了不均匀的电子，光学，谷和自旋响应，以及全新的性质，如铁弹性，铁电性，磁性，自旋波现象，大非线性光学性质，光电效应和超导性。新的电子拓扑性质，非线性弹性性质和结构相变也可以发生由于低对称性。“超越石墨烯：“低对称性和各向异性二维材料”专题旨在突出这些新兴材料的最新实验和理论研究。
2020-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing the Anisotropic Fermi Surface in Tetralayer Graphene via Transverse Magnetic Focusing
本文采用横向磁聚焦并结合半经典模型，揭示Bernal堆叠四层石墨烯中两子带聚焦峰及晶体取向依赖，证明三角翘曲导致各向异性费米面和电子轨迹变化。
2024-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic RKKY interaction in spin polarized graphene
研究了自旋极化二维Dirac费米子中Ruderman-Kittle-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用.我们表明，沿z轴的自旋极化介导的各向异性相互作用，这对应于两个磁矩之间的XXZ模型的相互作用。对于未掺杂的石墨烯，虽然相互作用的$x$部分保持其恒定的铁磁符号，但其$z$部分随着磁性杂质$R$的距离而振荡。有限掺杂导致相互作用的两个部分以$R$振荡。我们探讨了一个跳动的模式振荡的RKKY相互作用沿扶手椅和锯齿形晶格方向，发生一些特定的值的化学势。两个特征拍频周期由化学势与自旋极化之差与之和的倒数决定。
2012-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Massless Fermions in multilayer graphitic systems with misoriented layers
我们研究了几个堆叠的石墨烯层的取向不良如何影响碳纳米系统的电子结构。我们提出了{ \it ab initio}计算的双层和三层系统，以证明无质量费米子行为的单层石墨烯的典型也发现在无公度多层石墨系统。我们还研究了实验指纹，如拉曼光谱和扫描隧道显微镜（STM）的这一属性的后果。我们的模拟表明，乱层少层石墨的STM图像对层的排列是敏感的。我们还预测，石墨样品的共振拉曼信号对层的取向比层的数量更敏感。
2007-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomic resolution imaging of the two-component Dirac-Landau levels in a gapped graphene monolayer
无质量狄拉克费米子的波函数是一个二分量旋量。在石墨烯中，一个单原子厚的薄膜显示出二维的Dirac-like电子激发，双分量表示反映了A和B子晶格上电子波函数的振幅。这种独特的性质提供了前所未有的机会，图像的两个组成部分的无质量狄拉克费米子空间。在这里，我们报告的原子分辨率成像的两个组件的狄拉克-朗道能级在带隙的石墨烯单层的扫描隧道显微镜和光谱。在SiC和石墨衬底上的石墨烯中观察到约20 meV的间隙，由衬底电势的反转对称性破缺驱动。这样的间隙将n = 0的朗道能级（LL）分成两个能级，0+和0-。我们证明了0- LL的波函数的振幅主要在石墨烯的A位，0+ LL的波函数的振幅主要在石墨烯的B位，表征了n = 0 LL的旋量的内部结构。这为无质量狄拉克费米子的双分量性质提供了直接证据。
2015-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Electron-Phonon Coupling and Dynamical Nesting on the Graphene Sheets in CaC6
石墨层间化合物的超导电性已经研究了40多年，尽管最近取得了进展，并在CaC 6和YbC 6中发现了相对高的Tc超导电性，但仍然没有完全理解。最近的研究表明，电子-声子耦合是最有可能负责配对和嵌入衍生的电子状态和振动起主导作用。本文首次对Tc= 11.6K的超导体CaC_6的电子结构进行了研究。使用角分辨光电子能谱，我们发现，与理论模型相反，石墨烯衍生的费米片上的EPC是令人惊讶的强，反映了与高频石墨烯衍生的振动的相互作用。因此，除了在电荷中性状态下的惊人特性外，石墨烯片在重掺杂状态下也表现出令人惊讶的特性：它们可能支持强配对相互作用，并导致它们作为构建块的化合物的超导性。
2008-03-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Asymmetric Coulomb Oscillation and Giant Anisotropic Magnetoresistance in Doped Graphene Nanojunctions
我们在这里报告的石墨烯纳米结中的电荷输运行为，其中石墨烯纳米点，具有相对较长的弛豫时间，与铁磁电极接口。随后，我们探讨了在锯齿形石墨烯纳米点（z-GNDs）中替代掺杂过渡金属原子对非共线磁化下电荷输运的影响。只有在z-GNDs中的某些位置处的过渡金属原子的替代掺杂展示了具有高达700%的大隧穿磁阻的自旋过滤效应，使其实际上适合于自旋电子学应用。从静电物理模型内的结区域周围的电场模拟，我们发现，电场强度的值增加，特别是与掺杂的石墨烯纳米点，随着栅极电极和尖端轴之间的间隙从3 nm减小到1 nm。我们的详细分析进一步表明，在石墨烯纳米点中，在掺杂有磁性离子时，具有不同振幅的不对称库仑振荡的开始。电子电导的这种可调谐性可以潜在地用于设计纳米尺度的自旋电子逻辑门。
2018-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Commensurate moiré superlattices in anisotropically strained twisted bilayer graphene
Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度科学教育研究学院加尔各答分校）
研究各向异性应变如何重构扭曲双层石墨烯中的协调莫尔超晶格和电子结构，揭示应变对低能带结构的影响及不同几何模式的电子磁响应差异。
2026-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Active tuning of highly anisotropic phonon polaritons in van der Waals crystal slabs by gated graphene
University of Oviedo（奥维耶多大学）；Center of Research on Nanomaterials and Nanotechnology, CINN (CSIC-Universidad de Oviedo)（纳米材料与纳米技术研究中心，CINN（CSIC-奥维耶多大学））；Donostia International Physics Center (DIPC)（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理与技术学院）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊克尔巴斯基克，巴斯克科学基金会）
通过门控石墨烯实现范德瓦尔晶体片层中各向异性声子极化子的主动调节，可控制其在不同平面方向的传播特性。
2021-10-22 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Soliton Trap in Strained Graphene Nanoribbons
无质量费米子的波函数由两个手征组成，左手和右手，这是手征算符的本征态。基本粒子物理学的弱相互作用理论关于两个手征度是不对称的，这样的对称性破缺理论被称为手征规范理论。手征规范理论可以应用于石墨烯的无质量狄拉克粒子。在本文中，我们表明在石墨烯的手征规范理论的框架内，在应变的存在下，拓扑孤子存在于石墨烯纳米管的边界附近。该孤子是连接两个手征的零能态，是传输赝自旋的基本激发。通过扫描隧道显微镜实验，孤子应该是可观察的。
2010-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multiband ballistic transport and anisotropic commensurability magnetoresistance in antidot lattices of AB-stacked trilayer graphene
在由AB堆叠的三层石墨烯的反点晶格组成的多带系统中研究了弹道输运。低温磁电阻显示出由AB堆叠的三层石墨烯中的每个单层和双层带的反点晶格周期和回旋轨道半径的匹配所产生的可磁化峰。类单层带的磁化率峰出现在比类双层带低的磁场处，反映了类双层带的费米面大于类单层带的费米面。反点晶格相对于石墨烯的晶轴的旋转导致各向异性磁阻，其反映了双层带的三角弯曲费米表面。假设单层和双层带中的弹道输运的磁电阻数值模拟大致再现了观察到的磁电阻特征。有人发现，单层带显着有助于导电性，即使它的载流子密度是一个订单小于双层带。这些结果表明，弹道输运实验可用于研究多能带系统的各向异性能带结构。
2019-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
PAI-graphene: a new topological semimetallic two-dimensional carbon allotrope with highly tunable anisotropic Dirac cones
利用进化算法预测晶体结构，提出了一种新的稳定的二维碳同素异形体，即PAI-石墨烯，它是由聚合的不对称引达省（PAI）以锯齿形排列组成的，其能量低于大多数已报道的石墨烯的二维同素异形体。最重要的是，晶体结构实现了一个非对称层组，该层组使能带结构具有非平凡的全局拓扑结构，其中两个狄拉克锥完美地位于费米能级。不存在电子/空穴袋使得PAI-石墨烯成为具有各向异性费米速度的原始结晶拓扑半金属，所述费米速度具有高值$7.0 \times 10^{5}$ m/s。我们发现，虽然半金属属性的同素异形体是强大的应变的应用程序，狄拉克锥和费米速度的位置可以修改显着应变。此外，通过组合沿x和y方向的应变，在$Γ$处发生两个能带反转，导致狄拉克节点的湮灭，证明了拓扑半金属到半导体的应变控制转换的可能性。最后，我们制定的散装边界对应的拓扑节点相的形式，一个广义的扎克相参数找到一个完美的协议与拓扑边缘状态计算不同的边缘终端。
2020-07-23 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Anisotropic intrinsic spin relaxation in graphene due to flexural distortions
我们提出了一个内在的自旋散射机制起源于原子的自旋轨道相互作用的相互作用和局部曲率诱导的原子晶格的弯曲变形的石墨烯。从考虑非微扰自旋轨道耦合的多轨道紧束缚哈密顿量出发，导出了Dirac电子弯曲畸变自旋散射的有效哈密顿量.我们计算的自旋寿命由于弯曲声子和波纹，我们发现在微秒范围内的值在室温下。有趣的是，这种机制在两个方面是各向异性的。首先，弛豫速率对于离面和面内自旋量子化轴是不同的。第二，自旋弛豫速率取决于晶体动量与碳-碳键形成的角度。此外，自旋寿命也是谷依赖的。所提出的机制设置了一个上限的自旋寿命在石墨烯和相关的高品质的样品时，可以制造的外部来源的自旋弛豫。
2013-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-resolution Tunneling Spectroscopy of ABA-stacked Trilayer Graphene
ABA堆叠的三层石墨烯（TLG）是由无质量和有质量狄拉克费米子组成的最简单的系统，有望表现出许多有趣的对称性破缺量子霍尔态和相互作用诱导现象。然而，在显微镜下识别的TLG和有限的光谱分辨率的堆叠顺序的困难，阻碍了这些有趣的状态和现象在扫描隧道显微镜（STM）研究的实验探针。在这里，我们研究了ABA TLG电子结构的详细功能，通过使用高分辨率STM测量。观测到了无质量和有质量狄拉克费米子的朗道能级（LL）交叉，以及有质量狄拉克费米子的有效质量重整化，表明ABA TLG中存在较强的电子-电子相互作用。最出乎意料的是，我们观察到非常规分裂的最低的LLS的无质量和有质量的狄拉克费米子在高垂直磁场。这些分裂的LLS，这是超出了紧束缚计算的描述，揭示了未探索的对称性破缺量子霍尔态的ABA TLG诱导的多体效应。
2018-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Thermal Conductivity of 3D Printed Graphene Enhanced Thermoplastic Polyurethanes Structure toward Photothermal Conversion
本研究通过FDM 3D打印制备G-TPU/N-TPU双层结构，实现各向异性热导率与优异光热性能，同时兼具出色力学性能，适用于光热除冰、红外标签及恶劣环境场景。
2024-10-09 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Spatial and Magnetic Confinement of Massless Dirac Fermions
本研究探究石墨烯中无质量狄拉克费米子的空间与磁约束相互作用，揭示了不同长度尺度下的态转变及空间约束对朗道能级能间距的影响，解释了此前实验的未解问题。
2021-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature anisotropic in-plane spin dynamics in graphene induced by PdSe$_2$ proximity
针对石墨烯面内自旋寿命因异质结三重对称性呈各向同性的问题，本文利用具面内各向异性的五边形PdSe₂诱导栅极可调SOC，实现室温下面内自旋寿命10倍调制，发现主导动力学的持久面内自旋织构分量，加深相关理解并为新型拓扑相设计铺路。
2025-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Many-Electron Effects on Optical Absorption Spectra of Strained Graphene
采用第一性原理GW+Bethe Salpeter方程方法研究了单轴应变石墨烯的电子结构和光吸收谱，并考虑了多电子效应.外加应变不仅引起各向异性费米速度，而且使狄拉克锥的轴倾斜。结果，应变石墨烯的光学响应显著改变;光学吸收是各向异性的，强烈地依赖于入射光的偏振方向和应变取向;来自原始石墨烯的π-π* 跃迁的特征单个光学吸收峰分裂成两个峰，并且都显示增强的激子效应。在红外区域内，单轴应变石墨烯的光吸收率不再是常数，因为对称性破缺和相关的各向异性激子效应。在可见光范围内，我们观察到一个突出的光学吸收峰，这是由于电子-空穴相互作用引起的显著的红移，使我们能够改变拉伸石墨烯的可见颜色和透明度。最后，我们还揭示了增强的激子效应在紫外区（8至15电子伏特），其中几个几乎绑定激子被确定。
2011-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant and anisotropic enhancement of spin-charge conversion in double Rashba interface graphene-based quantum system
本研究发现在铁和铂层间引入二维外延石墨烯单层，可使自旋-电荷电流转换显著提升三十四倍且具各向异性，该增强源于不对称Rashba贡献，为二维材料自旋转换工程及存储逻辑应用开辟了新可能。
2024-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pumping electrons in graphene to the $\mathbf{M}$-point in the Brillouin zone: The emergence of anisotropic plasmons
我们考虑在非平衡的情况下，从石墨烯的价带的电子被泵浦到状态的布里渊区周围的$\mathbf{M}$ -点由高强度的紫外电磁场的等离子体激元的存在。产生的不平衡电子气随后被不同频率的弱电磁场探测。我们表明，该系统的光学性质和等离子体激元的色散是强烈的各向异性，这取决于泵浦辐射的性质：它的强度，偏振，和频率。这种各向异性的根源在于布里渊区中特定点周围的电子色散关系的鞍状性质。据发现，尽管强各向异性，等离子体激元的色散标度与波数的平方根，但其特征在于有效的费米能量，这取决于泵浦辐射的属性。我们的计算超越了通常的狄拉克锥近似考虑到完整的能带结构的石墨烯。这是讨论布里渊区$\mathbf{M}$点等离子体激元的必要条件。
2016-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Generating nanoscale and atomically-sharp p-n junctions in graphene via monolayer-vacancy-island engineering of Cu surface
在石墨烯单层膜中建立高质量的pn结对于研究无质量狄拉克费米子的许多奇异现象至关重要。然而，即使石墨烯技术的快速发展超过十年，在石墨烯中产生纳米级和原子级尖锐的pn结仍然明显困难。在这里，我们采用铜表面的单层-空位-岛工程来实现纳米级pn结与石墨烯单层原子尖锐的边界。石墨烯-Cu分离在Cu单层-空位-岛的边缘周围的变化影响石墨烯中的狄拉克点的位置，这因此导致石墨烯中具有高达660 meV的高度的原子尖锐的pn结。所产生的尖锐pn结将Cu单层-空位-岛上方的石墨烯隔离为连续石墨烯片中的纳米级石墨烯量子点（GQD）。无质量的狄拉克费米子被限制在pn结中一段有限的时间，在量子点中形成准束缚态。利用扫描隧道显微镜观察了不同尺寸GQD中准束缚态的共振现象，直观地观察了GQD的几何结构对准束缚态量子干涉图样的影响，为在原子尺度上测试基于石墨烯的量子电子光学奠定了基础。
2017-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Coexistence of electron whispering-gallery modes and atomic collapse states in graphene WSe2 heterostructure quantum dots
本研究在石墨烯/WSe₂异质结构量子点中观测到电子回音壁模式与原子坍缩态的共存，并首次探究了垂直磁场下原子坍缩态到异常朗道能级的演化，为相对论量子态研究提供了新平台。
2021-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic-cyclicgraphene: A new two-dimensional semiconducting carbon allotrope
通过分子和从头算方法相结合的两阶段搜索策略，合成了一种新型的、单原子厚的半导体二维石墨烯类材料，称为各向异性环状石墨烯。从进化算法和分子模拟的候选人，然后深刻地分析了使用第一性原理密度泛函理论从结构，机械，声子和电子性质的角度来看。所提出的石墨烯多晶型物（rP 16-P1 m1）是机械、动态和热稳定的，并且可以是半导体的，具有0.829 eV的直接带隙。
2018-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Hybridized Plasmons in 2D Nanoslits: From Graphene to Anisotropic 2D Materials
复杂纳米结构中的等离子体激元耦合和杂交构成了在纳米尺度上控制光的肥沃操场。在这里，我们提出了一个半解析模型来描述沿二维纳米狭缝引导的混合等离子体激元模式的出现。特别是，我们发现两个新的耦合等离子体共振所产生的对称和反对称杂交的边缘等离子体的组成半片。这些引起的反键和键合模式，躺在上面和下面的裸边等离子体激元的能量。我们的处理是特别通用的，能够考虑任意宽度的狭缝，并且无论2D导电材料如何（例如，掺杂的石墨烯、2D过渡金属二硫属化物或磷烯）。我们推导了二维纳米狭缝的混合模式的色散关系以及相应的感应电势和电场分布。我们还讨论了一个2D狭缝的等离子体光谱与一个从它的互补结构，即一个带。最后，考虑了由各向异性2D材料制成的纳米狭缝的情况。针对黑磷（这是高度各向异性），我们研究了其沿两个主晶轴的等离子体光谱的特点。我们的研究结果为复杂的2D纳米结构中等离子体激元的相互作用提供了见解，从而扩展了2D材料中等离子体激元共振的当前工具包，并为未来基于原子薄等离子体激元的紧凑型设备的出现铺平了道路。
2017-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Graphene properties from curved space Dirac equation
利用生活在弯曲二维背景中的载流子的无质量狄拉克光谱描述，提供了弯曲石墨烯片的粒子状态和电子性质的数学公式。特别是，我们研究了新的描述如何影响样品的特性，为修改后的背景编写了适当的电导率Kubo公式。最后，我们提供了一个圆柱形的石墨烯样品的特定情况下的理论分析。
2020-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci hep-ph
