Liquid metal intercalation of epitaxial graphene: large-area gallenene layer fabrication through gallium self-propagation at ambient conditions
本文提出一种在环境条件下通过液态镓插层外延石墨烯制备大面积gallenene薄膜的方法，揭示了镓自蔓延机制及异质结构相互作用，为晶圆级二维材料的可控制备提供了新途径。
2020-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing charge scattering mechanisms in suspended graphene by varying its dielectric environment
具有高载流子迁移率μ的石墨烯对于石墨烯基电子器件和石墨烯的狄拉克费米子的基本性质的研究都是必需的。人们普遍认为，石墨烯中的迁移率限制因素是驻留在石墨烯上或底层衬底中的带电杂质的库仑散射。这对于SiO2衬底上的传统石墨烯器件和最近报道的高迁移率悬浮和支撑器件都是如此。减少这种散射的有吸引力的方法是将石墨烯放置在具有高静态介电常数κ的环境中，这将有效地屏蔽由于杂质引起的电场。然而，到目前为止，实验仅报告了高κ环境对迁移率的适度影响。在这里，我们通过研究悬浮在液体中的多终端石墨烯器件中的电输运来研究石墨烯的介电环境的影响，其中κ范围从1.9到33。对于非极性液体（κ<5），我们观察到μ随着κ快速增加，并报告了石墨烯器件在苯甲醚（κ=4.3）中的室温迁移率高达约60，000 cm 2/Vs，而在极性液体（κ>18）中，我们观察到迁移率急剧下降。我们证明，非极性液体通过筛选吸附在石墨烯上的带电杂质来增强流动性，而极性液体中的带电离子引起所观察到的流动性抑制。此外，使用分子动力学模拟，我们建立了平面外弯曲声子的散射，在室温下在真空中悬浮石墨烯中的主要散射机制，被液体的存在抑制。我们希望我们的研究结果可以提供控制和减少未来石墨烯电子器件中载流子散射的途径。
2012-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast Epitaxial Growth of Metre-Sized Single-Crystal Graphene on Industrial Cu Foil
使用单晶硅的现代技术的基础是直径高达12英寸或更大的高质量单晶硅锭的生长。对于石墨烯的许多应用，大面积高质量（理想情况下是单晶）材料将成为可能。自从十年前在铜箔上首次生长以来，已经实现了英寸大小的单晶石墨烯。我们在这里呈现了在20分钟内生长具有> 99%超高取向晶粒的5 X 50 cm 2尺寸的石墨烯膜。这一增长是通过以下方式实现的：（i）合成亚米尺寸的单晶Cu（111）箔作为衬底;（ii）在Cu（111）表面上外延生长石墨烯岛;（iii）将这样的石墨烯岛无缝合并成具有高单晶度的石墨烯膜;以及（iv）石墨烯膜的超快生长。这些成就是通过温度驱动退火技术从工业多晶铜箔生产单晶Cu（111）以及相邻氧化物连续供氧的奇妙效果实现的。所合成的石墨烯膜具有非常少的错取向晶粒（如果有的话），在4K下具有高达~ 23，000 cm 2 V-1 s-1的迁移率，并且室温薄层电阻为~ 230欧姆/平方。这种方法很有可能扩大规模，以获得具有单一结晶度的超大型和高质量的石墨烯薄膜，从而以低成本实现各种工业级应用。
2017-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High Concentration Few-layer Graphene Sheets Obtained by Liquid Phase Exfoliation of Graphite in Ionic Liquid
在本工作中，使用商业离子液体作为一种方便的溶剂介质，石墨剥离在温和和容易的条件下，没有任何化学改性。为了证实存在少层石墨烯，通过拉曼光谱、原子力显微镜和场发射电子显微镜表征其分散性。根据UV-Vis表征，获得了高达2.543 mg/ml的石墨烯浓度，这是迄今为止在任何溶剂中报道的最高值。
2010-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Laser-induced disassembly of a graphene single crystal into a nano-crystalline network
我们报告的时间依赖性的结构修改的单晶石墨烯由于激光照射，即使在中等功率水平的1mW的衍射极限点的调查。结构修饰的特征在于原位扫描共聚焦拉曼光谱，原子力高度显微镜和运输研究。拉曼光谱的时间演变揭示了两种不同的效果：在短时间尺度上，最初存在于薄片上的掺杂剂被去除。较长的时间尺度行为指向激光诱导的单晶石墨烯逐渐局部分解成互连纳米微晶的网络，由于键断裂，纳米微晶的特征长度尺度约为10 nm。断裂的债券提供额外的对接网站的吸附物运输和AFM高度的研究证实。这些受控的结构修饰可以例如对于增强局部反应性和修整基于石墨烯的气体传感器是有价值的。
2008-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The intrinsic charge and spin conductivities of doped graphene in the Fermi-Liquid regime
超高流动性石墨烯样品的实验可用性打开了实现和实验研究电子液体的“流体动力学”制度的可能性。在这种情况下，电子-电子碰撞的速率非常高，并且在电子-杂质和电子-声子散射速率上占主导地位，因此被忽略。该系统被带到一个局部准平衡描述的一组光滑变化（在空间和时间）的功能，{ \it即}。密度、速度场和局部温度。在本文中，我们计算的电荷和自旋电导率掺杂石墨烯由于单独的电子-电子相互作用。我们发现，尽管线性低能带色散，石墨烯的行为在很宽的温度范围内作为一个有效的伽利略不变系统：在极限$T \to 0$的电荷电导率发散，而自旋电导率仍然有限。这些结果为用纳维-斯托克斯方程描述石墨烯中的电荷输运奠定了基础。
2015-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial Growth of a Single-Crystal Hybridized Boron Nitride and Graphene layer on a Wide-Band Gap Semiconductor
二维（2D）材料的垂直和横向异质结构为2D材料的物理和应用的开创性研究铺平了道路。通过化学气相沉积（CVD）在单晶金属或金属箔上制备了混杂的六方氮化硼（h-BN）和石墨烯横向结构（异质2D结构）。然而，一旦在金属上制造，h-BN/石墨烯横向结构就需要用于器件应用的附加转移过程，如对于在金属箔上生长的CVD石墨烯所报道的。在这里，我们证明了单晶h-BN/石墨烯横向结构可以在宽禁带半导体SiC（0001）上外延生长。首先，在850 oC下，使用环硼氮烷分子在Si封端的SiC衬底上生长了具有与块状SiC相同取向的单晶h-BN层。其次，当在真空中加热到1150 ℃以上时，h-BN层被部分去除，随后被石墨烯域取代。有趣的是，这些石墨烯域具有与h-BN层相同的取向，从而在整个样品区域上产生单晶h-BN/石墨烯横向结构。对于高于1600 ℃的温度，单晶h-BN层完全被单晶石墨烯层取代。利用低能电子衍射、角分辨光电子能谱和扫描隧道显微镜分别研究了h-BN/石墨烯横向结构的晶体结构、电子能带结构和原子结构。在宽禁带半导体衬底上制造的h-BN/石墨烯横向结构可以直接应用于器件，而无需进一步的转移过程，如对于SiC衬底上的外延石墨烯所报道的。
2015-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene: A Pseudochiral Fermi Liquid
掺杂石墨烯片是具有反常电子-电子相互作用物理的赝手性二维费米液体。我们解决石墨烯的费米液体性质定量使用微观随机相近似理论和评论的重要性，使用交换相关势的基础上的性质的手性二维电子气的密度泛函理论应用到石墨烯纳米结构。
2007-04-28 cond-mat.mes-hall
Graphene/liquid crystal based terahertz phase shifters
石墨烯具有高导电性和优异的太赫兹透过率，是一种很有前途的太赫兹器件透明电极材料。以石墨烯薄膜为透明电极，研制了一种基于液晶的太赫兹移相器。在50 μ m的液晶盒中，最大相移为10.8 °，饱和电压为5 V。研究了石墨烯层数对薄膜在太赫兹波段的透过率和电导率的影响。所提出的移相器提供了一个连续的可调谐性，完全电气可控性，和低直流电压操作。
2013-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Crystal polarity discrimination for GaN nanowires on graphene
我们目前的实验数据和计算分析的石墨烯虚拟衬底上形成的GaN纳米线。我们表明，石墨烯上的GaN纳米线表现出氮极性。我们采用基于DFT的计算分析表明，在不同的可能配置的Ga和N原子中，只有N极性的是稳定的。我们认为，极性歧视的发生是由于偶极相互作用的GaN的双和$π$-轨道的石墨烯片。
2021-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast Liquid Water Transport Through Graphene-Based Nanochannels Measured by Isotope Labelling
石墨烯基层压材料，具有通过简单地将石墨烯薄片堆叠在一起形成的超长和曲折的纳米胶囊，在过滤和分离方面具有很大的前景。然而，液态水跨膜渗透的信息是缺乏的，这是最基本的问题，并在溶液为基础的质量传输至关重要。在这里，同位素标记的基础上，我们调查的液体水运输通过石墨烯基纳米胶囊在没有外部静水压力。液态水在石墨烯纳米通道中的扩散系数比在亚微米聚合物通道中的扩散系数大4~5个数量级。当将离子溶解在源中时，离子通过石墨烯通道的扩散系数与水处于相同的数量级，而离子扩散比水快，这表明离子主要通过快速水流传输，并且离子与纳米毛细管壁之间的微妙相互作用也在加速离子传输中起作用。
2015-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Ultrasonic-assisted liquid phase exfoliation for high-yield monolayer graphene with enhanced crystallinity
本研究提出一种超声高能插层剥离的新型机械法制备单层石墨烯，经多维度表征证实其结晶度优于传统方法，且产物易分离、性能提升，为层状材料规模化高产高结晶制备提供新路径。
2024-12-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of 2D crystals: graphene and beyond
本教程回顾介绍了二维（2D）晶体的基本理论方面的概述。我们修改了石墨烯的基本方面和半导体2D材料的新家族，如过渡金属二硫属化物或黑磷。各种材料的最小理论模型。一些令人兴奋的新的可能性提供的二维晶体进行了讨论，如操纵和控制的量子自由度（自旋和赝自旋），限制激子，控制的电子和光学性质与应变工程，或非常规超导相。
2017-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Is Graphene a Fermi Liquid?
我们通过理论上考虑在未掺杂的（“内在”）和掺杂的（“外在”）2D石墨烯层中电子-电子相互作用诱导的多体效应来回答上述标题中提出的问题。我们发现：（1）本征石墨烯是一种边缘费米液体，其自能的虚部${Im}Σ(ω)$与能量$ω$呈线性关系，这意味着准粒子谱权在狄拉克点处为零，即$({ln}ω)^{-1}$ ;并且，在本发明中，（2）非本征石墨烯是一种良好的定义的费米液体与${Im}Σ(ω)\sim ω^2\mathrm{ln}ω$附近的费米表面类似的二维载体系统与抛物线能量色散。我们提供了分析和数值计算结果的准粒子重整化的石墨烯，得出的结论是，所有的实验石墨烯系统是普通的二维费米液体，因为任何掺杂自动诱导通用费米液体的行为。
2007-03-19 cond-mat.mes-hall
Crystal Field Effect and Electric Field Screening in Multilayer Graphene with and without Twist
我们解决了内在的极化和屏蔽的外部电场在一个广泛的有序和扭曲的配置的多层石墨烯，使用从头算方法结合密度泛函理论和Wannier函数形式主义。我们表明，多层石墨烯是固有的极化由于晶体场效应，这种效应往往被忽略的紧束缚模型的扭曲双层石墨烯和类似的系统。这种高达几十meV的量级的固有极化在有序和扭曲的石墨烯多层膜中具有不同的面外对准，而在扭曲系统中发现面内电势调制要强得多。我们进一步研究了相同多层石墨烯结构在不同电场强度下的介电常数$\varepsilon$。我们的研究结果建立了一个深刻的洞察内在和外在的极化在石墨烯多层膜，并提供必要的参数，建立这些系统的精确模型。
2021-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fabrication of graphene nanogap with crystallographically matching edges and its electron emission properties
我们展示了石墨烯纳米间隙的制造与晶体学匹配的边缘SiO2Si衬底上的泄漏。然后在高真空室中对具有几百纳米间隔的石墨烯纳米间隙进行电流-电压测量。平行的边缘有助于建立均匀的电场，并允许我们对单个石墨烯进行电子发射研究。结果表明，在低偏压下，I-V特性受空间电荷限制，而在高电压下，I-V曲线符合FN模型。我们还研究了真空电子器件的静电门效应。具有原子平行边缘的石墨烯纳米间隙可能为真空纳米电子学的基础和应用研究开辟机会。
2009-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A Phase Field Crystal Method for Multilayer Graphene Structure
双层石墨烯是近年来研究的热点。我们扩展了结构相场晶体方法，包括从相邻层（S），这是由相应的相场产生的，并随时间变化的外部电位。此外，可以将多层添加到结构中。使用的双层结构的不同堆叠变体之间的边界的厚度作为关键参数，我们量化的相邻层的潜力的强度，通过与原子模拟结果进行比较。然后，我们测试了多种石墨烯结构，包括双层，三层，最多6层。我们发现除了初始条件外，新层的加入方式也会影响原子组态的布局。我们相信，我们的研究结果可以帮助理解石墨烯结构由多个层组成的机制。
2020-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalies in thickness measurements of graphene and few layer graphite crystals by tapping mode atomic force microscopy
轻敲（间歇接触）模式下的原子力显微镜（AFM）是测量氧化硅表面上的石墨烯和少层石墨烯（FLG）薄片的厚度的常用工具。这是一个方便的工具，以快速确定个别FLG膜的厚度。然而，来自文献的报告显示石墨烯层的测量厚度的大的变化。本文重点研究了轻敲模式原子力显微镜（TAFM）测量石墨烯和FLG厚度时的成像机制，并指出在一定的测量参数下，FLG薄片的测量厚度会出现显著的偏差。当使用不适当选择范围的自由振幅值的轻敲悬臂梁时，可以观察到FLG微晶的测量高度增加多达1nm。我们目前比较拉曼光谱和TAFM测量选定的单层和多层石墨烯薄膜，基于此，我们建议如何正确测量石墨烯和FLG厚度使用TAFM。
2008-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Single-crystal graphene on Ir(110)
通过C $_2$ H $_4$在1500 K下的热分解，在低对称性衬底Ir（110）上合成石墨烯的单晶片。利用扫描隧道显微镜、低能电子衍射、角分辨光电子能谱和从头算密度泛函理论研究了吸附石墨烯片及其与基底的莫尔条纹的结构和电子性质。吸附的石墨烯层形成具有其电子性质的相应调制的nm波长的波图案。这种波图案被证明，使模板吸附的芳香族分子和单轴生长的有机金属线。不限于此，Ir（110）上的石墨烯也是用于2D层生长的通用衬底，并且使得可以在重新构造的Ir（110）上生长外延层。
2021-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum friction between oscillating crystal slabs: Graphene monolayers on dielectric substrates
本文从理论上描述了两个非接触准二维晶体之间的能量传递过程，并与两个准二维晶体作匀速平行运动的情况进行了比较。我们应用该理论来计算范德华能量和耗散能量在两个振荡板，每个板由一个石墨烯单层沉积在二氧化硅衬底。石墨烯的介电响应从第一原理确定，和SiO2表面响应使用经验局部介电函数描述。我们研究了驱动频率和石墨烯掺杂对vdW吸引力的影响。我们提出了通过调节石墨烯掺杂EF i和驱动频率ω 0来控制板片的粘附和解粘的想法。我们发现简单的ρ 02依赖vdW和耗散能量。由于Dirac等离子体激元是板之间能量传递的主要通道，因此在同等掺杂的EF 1 = EF 2 = 0石墨烯中的耗散功率显示出强的ω 0 = 2 omegap峰。当石墨烯沉积在SiO2衬底上时，该峰显著降低。如果只有一个石墨烯是原始的（EFi = 0），则2 omegap峰消失。对于较大的分离α，声子损失也变得重要，并且掺杂导致源自石墨烯-基板板中的杂化电子-声子激发之间的共振耦合的许多峰的移位、出现和消失。
2018-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-Fermi Liquid behavior in Neutral Bilayer Graphene
在随机相位近似（RPA）下，我们计算了未掺杂双层石墨烯的密度-密度响应函数和电子自能。结果表明，准粒子衰变率与准粒子能量成线性关系，准粒子质量在低能极限下近似为零，表明非费米液体行为。这是中性双层石墨烯缺乏费米表面以及相应的可用于散射过程的较大相空间的结果。实验结果，我们的结果，以及他们的差异从单层石墨烯进行了讨论。
2009-10-23 cond-mat.mes-hall
Characterization of Graphene/Ionic Liquid Memristive Devices for Neuromorphic Systems
由于对提高计算能力的兴趣以及将电子器件与包括药物递送、神经接口和生物传感器的生物系统进行接口的动机，柔性和生物相容的忆阻器件对于生物电子系统特别有吸引力。由更非正统的有机材料制成的结构可以解决不同的问题，因为它们具有以下特性：灵活性，一致性，生物相容性以及简单和低成本的制造。已经观察到，由于局部电势差，门控石墨烯/离子液体（IL）器件导致在石墨烯/IL界面处形成双电层（厚度为几纳米的离子薄层），该局部电势差也控制局部电导率。该结构提供了基于沿着沟道的动态pn结形成的忆阻机制。受这种忆阻行为的激励，组装了石墨烯/IL设备，目的是展示忆阻行为和联想学习。本文研究了聚合物衬底上柔性石墨烯/ IL器件的忆阻特性。研究了这些新型器件的I-V特性和开关机理。制造并测试了两种不同的器件拓扑结构（单输入、单输出和双输入、单输出），以模拟调节。据观察，正极性和负极性的电压脉冲串的应用增加了设备的电导，并允许更大的电流通过重复激励后。这一特性被用来调节设备和模拟联想学习。
2022-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chemically detaching hBN crystals grown at atmospheric pressure and high temperature for high-performance graphene devices
本研究报告了常压高温铁助熔剂生长hBN晶体，通过盐酸一步剥离制备高迁移率石墨烯器件，其性能与高温高压法相当。
2023-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene nanopipette enabled liquid delivery at zeptoliter precision
液体的精确提取是实现小体积液体输送和纳米表征的第一步，在生物医学研究中起着重要作用。在这项研究中，尖端形状的石墨烯纳米移液管（GNP）提出了通过封装生物分子溶液的预制金属尖端与石墨烯。通过调整封装速度和石墨烯封装轮次的数量，封装液体的体积可以高度控制在zeptoliter精度。以蛋白质（铁蛋白）溶液为例，已经通过有限元分析和对照实验证实，GNP允许以zeptoliter规模递送铁蛋白溶液。此外，GNP被证明是一种新型的尖端形状的液体池，这是适合于多种纳米表征技术。特别是，由于超尖锐的尖端形状，封装在GNP中的同位素（13 C）标记的葡萄糖溶液已经通过激光脉冲模式下的原子探针断层扫描（APT）进行了表征。质谱和重建的三维化学图谱的分析揭示了单个葡萄糖分子的定量分布和组成。预计GNP将被引入以提供zeptoliters至attoliters范围内的液体，并带来表征接近天然状态的生物标本的新能力。
2020-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Theory of liquid film growth and wetting instabilities on graphene
我们研究润湿现象附近的石墨烯在Dzyaloshinskiii-Lifshitz-Pitaevskii理论的轻气体组成的氢，氦和氮在三种不同的几何形状，其中石墨烯是贴在绝缘基板，淹没或悬浮。我们发现，石墨烯的存在下有一个显着的效果，在所有的配置。在石墨烯能够仅在一侧润湿的悬浮几何形状中，液膜生长在临界厚度处变得停滞，这可能触发表面不稳定性和类似于旋节线去润湿的斑图形成。这些现象也普遍存在于其他二维材料中。
2018-05-03 cond-mat.mes-hall
Graphene-based one-dimensional photonic crystal
提出了一种新型的一维（1D）光子晶体，该光子晶体由周期性排列的石墨烯和电介质条交替堆叠而成，并嵌入到背景电介质中。在Kronig-Penney模型的框架下求解了电磁波在这种结构中传播的波动方程。分析了一维石墨烯基光子晶体的能带结构与填充因子和石墨烯条间介质厚度的关系。通过在石墨烯和电介质条交替堆叠的位置上放置额外的电介质形成的光子晶体的缺陷，获得了与电磁波局域化对应的光子频率。
2011-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Multilayer Graphene Synthesized by CVD Using Liquid Hexane as the Carbon Precursor
我们通过化学气相沉积（CVD）方法在大气压和1000 °C下生产多层石墨烯，使用柔性铜基底作为催化剂，液体己烷作为碳源。我们设计了一个光学装置来测量碳膜的透射率;根据这些信息，我们计算出碳膜的层数近似为11层。
2011-09-06 cond-mat.mes-hall
Chiral Luttinger liquids in graphene tuned by irradiation
我们表明，手性共同传播的Luttinger液体可以创建和调谐的闪耀高频，圆偏振光，垂直于层，具有不同的偏振的两个部分的双层石墨烯。由于时间反演对称性的破缺和由此产生的陈数失配，一维手征模沿着极化变化的畴壁局域化。单层石墨烯在每个狄拉克节点附近具有单个手性边缘模式，而在双层石墨烯中，在每个狄拉克节点附近存在两个手性模式。在高频驱动下，这些模式基本上具有静电荷分布，并在库仑相互作用下形成手性Luttinger液体，其可以通过驱动参数进行调谐。我们还注意到，与在双层石墨烯中通过静电约束产生的Luttinger液体不同，这里没有反向散射，因此我们沿着节点的线对于无序是稳定的。
2020-03-20 cond-mat.mes-hall
Graphene-based photonic crystal
提出了一种新型的光子晶体，其通过将交替的石墨烯和电介质盘的组成堆叠的周期性阵列嵌入到背景电介质介质中而形成。计算了这种光子晶体的能带结构和透过率。石墨烯基光子晶体可以有效地用作电磁波谱远红外区的频率滤波器和波导。由于掺杂石墨烯中低频辐射吸收的实质性抑制，光子晶体中的阻尼和趋肤效应也被抑制。讨论了石墨烯基光子晶体的优点。
2010-12-19 cond-mat.mes-hall
Electron-solid and electron-liquid phases in graphene
我们研究了石墨烯中电子-固相和量子-液相之间的竞争，这种竞争出现在部分填充的朗道能级中。描述在石墨烯中存在垂直磁场的情况下的电子相对于常规半导体（例如GaAs）的波函数的差异可以在携带朗道能级指数的形状因子中捕获。这导致了电子-固体和-液体能量的定量差异。对于最低朗道能级，相对论和非相对论系统的波函数没有差别。我们使用Hartree-Fock哈密顿量解析地计算固相的结合能。液体能量计算解析以及数值，使用精确对角化。我们发现在n=1朗道能级下液相占主导地位，而在n=2和n=3朗道能级下维格纳晶体和电子泡相变得更加突出。
2016-01-26 cond-mat.mes-hall
Thermodynamics of electron-hole liquids in graphene
研究了电子谱重整化对化学势、热容和振荡磁矩的影响。考虑了低温和高温的情况。在低温下，掺杂石墨烯表现为通常的费米液体，热力学性质符合幂次温度定律。然而，在高温和相对较低的载流子浓度下，它表现出集体电子-空穴的特征：化学势随着温度的升高而趋于其在未掺杂情况下的值，直到电荷中性点。同时，电子对热容的贡献趋于恒定值，如玻尔兹曼统计的情况。
2013-04-14 cond-mat.mes-hall
Tomonaga-Luttinger liquid parameters of magnetic waveguides in graphene
在适当的非均匀磁场中通过反向传播蛇态形成的石墨烯中的电子波导被示出构成Tomonaga-Luttinger液体的实现。由于左右移动蛇态的空间分离，这种由电子-电子相互作用引起的非费米液态基本上不受无序的影响。我们计算的相互作用参数占在这个系统中的伽利略不变性的情况下，从而表明，非费米液体效应是显着的，在现实的几何形状可调。
2008-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coulomb drag by motion of a monolayer polar crystal through graphene nanoconstriction
本文理论预测极性晶体层在石墨烯平面间运动可通过谷间散射产生库仑拖拽电流，并揭示其阈值掺杂、非线性霍尔效应及对晶体层动态粘度的反作用。
2025-01-01 cond-mat.mes-hall
Wigner crystal phases in bilayer graphene
一般认为，单层石墨烯中的维格纳晶体不能形成，因为库仑相互作用和动能的大小与电子密度的减小相似。然而，这种缩放的论点并不适用于双层石墨烯中的低能态。我们考虑在弱掺杂的双层石墨烯中形成维格纳晶体，其能隙由垂直电场打开。我们认为，在这个系统中的维格纳晶体的形成不仅是可能的，但不同的相位的晶体具有非常奇特的属性可能存在于这里取决于系统参数。
2017-02-03 cond-mat.mes-hall
Enhanced Photodetection in Graphene-Integrated Photonic Crystal Cavity
我们证明了通过耦合到长光子晶体线性缺陷腔中的慢光模式来控制石墨烯光电探测器中的光响应度的增强。在布里渊区（BZ）边界附近，多腔模的光谱耦合导致1530 ~ 1540 nm的宽带光电流增强。远离BZ边界，单个腔共振在窄共振峰中增强光电流八倍。讨论了通过入射场与石墨烯腔系统的临界耦合来优化光电流。增强的光电流证明了波长级石墨烯光电探测器用于具有高光谱选择性和宽带响应的高效光电探测的可行性。
2013-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Graphene-based polaritonic crystal
结果表明，沉积在空间周期性栅极上的单层石墨烯表现为极化激元晶体。研究了它的能带结构随外加栅压的变化。从这样的晶体的电磁辐射的散射提出计算和分析的Fano型共振之间的反射连续和等离子体极化激元模式形成窄带。
2012-04-17 cond-mat.mes-hall
Graphene on a ferromagnetic substrate: instability of the electronic liquid
我们先前展示了[JETP Letters，{ \bf 114}，763（2021）]，放置在铁磁衬底上的石墨烯样品展示了协同磁电子不稳定性。这种不稳定性导致电子光谱中的间隙和石墨烯-衬底界面附近的磁化的倾斜变形。在本文中，我们证明了石墨烯中电子之间的相互作用强烈增强了不稳定性。我们的估计表明，即使存在适度的相互作用，不稳定性也可以足够明显地在现实环境中通过实验检测到。
2022-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological low-energy modes in N=0 Landau levels of graphene: a possibility of a quantum-liquid ground state
我们指出，在电子-电子排斥相互作用的存在下，石墨烯中狄拉克费米子的零能朗道能级可以分裂为两个能级，这两个能级与具有“凯库勒模式”的“键序”形成有关，这尊重了手征对称性.由于凯库勒模式具有三重简并，域结构的暗示，我们表明，在间隙状态本地化沿域边界存在的拓扑状态。在此基础上讨论了石墨烯在磁场中量子液体基态的可能性。
2008-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-valley collective modes of the electron liquid in graphene
我们发展了由原始石墨烯中的电子费米液体支持的集体模式理论。在关于电子-电子相互作用的合理假设下，除了等离子体激元之外的所有模式都是过阻尼的。除了$SU(2)$对称自旋模式之外，这些还包括服从$U(1)$对称性的谷不平衡模式和$U(2)$对称谷自旋不平衡模式。我们推导出的相互作用和扩散常数表征的过阻尼模式。相应的弛豫速率对石墨烯谷和自旋电子学应用设置了基本约束。
2021-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Wafer-Scale Single-Crystalline Monolayer Graphene
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；KTH Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院）；Clemson University（克莱姆森大学）；RISE (Research Institutes of Sweden)（瑞典研究院）；Gothenburg University（哥德堡大学）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；Nordita（北欧理论天体物理学中心）
通过一步剥离法在硅碳化物上制备出无多层域的单晶单层石墨烯，实现了晶圆级高质量石墨烯的生产。
2025-11-29 cond-mat.mes-hall
Graphene terahertz modulators by ionic liquid gating
石墨烯的锥形能带结构和高载流子迁移率使石墨烯基太赫兹调制器具有广阔的应用前景。在这里，我们通过离子液体的帮助下，通过电子门控来调节石墨烯的费米能级，以控制THz透射率。研究发现，在太赫兹波段，由于带内跃迁，器件的吸收率和反射率都与可用态密度成正比地增加。在0.1 ~ 2.5 THz的宽频率范围内，单个（或堆叠）器件的紧凑、稳定和可重复的THz透射率调制高达93%（或99%），在室温下施加的电压仅为3 V。
2015-06-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Molecular detection by liquid gated Hall effect measurement of graphene
在石墨烯的液体门控霍尔效应测量中获得的霍尔电阻对于pM范围内的不同浓度的L-组氨酸表现出比薄层电阻和栅极-源极电流更高的灵敏度。这表明石墨烯的液体门控霍尔测量提供的额外信息可以提高基于晶体管的电位生物传感器的灵敏度，并且它也可以是电化学惰性分子的安培技术的补充方法。对该系统的进一步分析表明，由液体中的离子引起的电子-空穴迁移率的不对称性作为传感机制。对电容值的计算表明，量子电容只在“狄拉克”点附近占主导地位。这一结论对于涉及石墨烯-电解质系统的许多应用都很有用，例如生物传感、能量存储、神经刺激等。
2017-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Skyrme crystal in bilayer and multilayer graphene
在Hartree-Fock近似下，研究了Bernal双层和ABC堆叠多层石墨烯在强磁场作用下的二维电子系统的基态.系统的相图，集中在电荷密度波状态，包括谷赝自旋（称为Skyrme晶体）的旋涡状态。这些堆叠的石墨烯中的单电子态由双组分波函数给出。第一激发态朗道能级与普通二维电子的最低朗道能级具有相同的分量。由于这种局域化的波函数，当层间距离假定为无穷小时，Skyrme晶体在多达四层石墨烯的第一激发能级中具有低能量。同时，气泡晶体被抑制，因此相图与单层石墨烯的相图不同。
2012-01-31 cond-mat.mes-hall
Exfoliation of Graphene and Fluorographene in Molecular and Ionic Liquids
我们使用分子动力学模拟来研究石墨烯和氟代石墨烯在分子和离子液体中的剥离，通过执行计算机实验，其中一层的2D纳米材料从堆叠中剥离，在真空和溶剂的存在下。液体介质和纳米材料由完全柔性的原子力场表示。从这些模拟中，我们计算出剥离材料所需的平均力或可逆功的潜力。在水和有机液体中的计算表明，小酰胺（NMP，DMF）是最好的剥离溶剂之一，与实验一致。我们测试了具有不同阳离子和阴离子结构的离子液体，使我们能够了解它们用于剥离纳米材料的溶剂质量。首先，阳离子上的长烷基侧链有利于石墨烯和氟代石墨烯的剥离。阳离子上芳族基团的存在对于石墨烯也是有利的。在含氟阴离子和氟石墨烯之间没有发现有益的效果。我们还分析了离子在界面层与材料的有序性。在石墨烯附近，发现了非极性基团，但也发现了带电基团，而在氟石墨烯附近，几乎只发现了不带电基团，其中离子部分分离到第二层。因此，正如预期的那样，氟石墨烯表现为更疏水的表面。
2017-05-16 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Wigner crystallization in a single and bilayer graphene
我们研究了Wigner结晶在单层和双层石墨烯使用一个真正的空间紧束缚模型的可能性。除了验证我们先前对单层石墨烯的预测外，我们预测双层石墨烯可以在足够低的载流子密度下经历维格纳晶体转变，从而提供了可调谐和双极维格纳晶体的可能性。我们发现，除了两层载流子的库仑相互作用稳定了电荷有序态外，层间耦合也起到了同样的作用。
2007-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The Atomic-scale Growth of Large-Area Monolayer Graphene on Single-Crystal Copper Substrates
我们研究了超高真空（UHV）中通过化学气相沉积（CVD）在铜单晶上生长的大面积石墨烯单层的生长和微观结构。使用原子分辨率扫描隧道显微镜（STM），我们发现石墨烯主要与Cu（111）和Cu（100）的底层铜晶格对齐生长。石墨烯在Cu（111）上具有六方超结构，具有显著的电子组分，而在Cu（100）上具有线性超结构。薄膜质量受晶界的限制，在Cu（111）表面生长最好。
2010-08-20 cond-mat.mes-hall
Dirac points, spinons and spin liquid in twisted bilayer graphene
扭曲的双层石墨烯是高度相关系统的一个很好的例子，它展示了一个几乎平坦的电子带，莫特跃迁和可能的自旋液体状态。除了单电子图像，狄拉克点的分析进行自旋费米面在强关联的限制。本文讨论了应用规范场理论描述退禁闭自旋液相的问题。讨论了范霍夫奇异性下的拓扑量子跃迁，包括从小费米面到大费米面的拓扑量子跃迁。
2018-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Morphology and magneto-transport in exfoliated graphene on ultrathin crystalline \b{eta}-Si3N4(0001)/Si(111)
我们首次报道了石墨烯在\b{eta} -Si_3 N_4（0001）/Si（111）上的转移实验研究。我们的工作提供了一个全面的定量理解的物理学的Si 3 N4作为栅极电介质的石墨烯为基础的设备。在超高真空（UHV）条件下，在Si（111）衬底上生长了Si 3 N4薄膜，并用扫描隧道显微镜（STM）对其进行了研究。随后，通过基于聚合物的转移技术将石墨烯薄片沉积在其顶部上，并且由石墨烯薄片制造霍尔条器件。在器件制造之后，再次采用STM来研究在UHV条件下的石墨烯薄片，并且显示表面质量被保持。在低温下在磁场中进行的电输运测量揭示了石墨烯通道中载流子类型和密度的背栅调制，并显示了弱局部化的发生。在这些实验条件下，没有检测到背栅和石墨烯沟道之间的漏电流。
2020-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Temperonic Crystal: a superlattice for temperature waves in graphene
介绍了一种由两块平板构成的单胞周期结构的温子晶体，它能在短时间尺度上维持温度波动。研究了局部温度脉冲情形下温度标量场的复值色散关系。色散揭示了频率间隙，其在改变板的热性质时可调谐。结果示出了基于石墨烯的温子晶体的典型情况。温子晶体将超晶格的概念扩展到温度波的领域，允许在液氮温度以上的流体动力学状态中对超快温度脉冲进行相干控制。
2020-12-02 cond-mat.mes-hall
Mass measurement of graphene using quartz crystal microbalances
目前用于石墨烯基电子器件和传感器的晶片级制造方法涉及通过支撑聚合物转移单层石墨烯。这通常会在石墨烯上留下一些聚合物残留物，这会强烈影响其电子，热和机械共振特性。为了评估石墨烯制造方法的清洁度，量化石墨烯顶部的污染物的量因此是相当感兴趣的。在这里，我们提出了一种直接测量的质量的石墨烯片使用石英晶体微量天平（QCM）的方法。通过监测在氧等离子体中去除石墨烯期间的QCM共振频率，以亚石墨烯单层精度确定石墨烯和污染物的总质量。由于污染物的蚀刻速率高于石墨烯的蚀刻速率，因此获得了石墨烯层下方、顶部和之间的污染物质量的定量测量。我们发现基于聚合物的干转移方法可以将石墨烯片的质量增加10倍。所提出的质量测量方法在概念上易于解释，并且可以用于石墨烯转移过程的标准化测试，以便在未来的应用中提高石墨烯器件的质量。
2019-02-28 cond-mat.mes-hall
Morphology of Ti on Monolayer Nanocrystalline Graphene and its Unexpectedly Low Hydrogen Adsorption
石墨烯上的氢吸附可以通过用Ti官能化来增加。这需要在石墨烯上分散尽可能小且致密的Ti岛，以增加每个Ti原子的氢吸附位点的数量。在这份报告中，我们研究了纳米晶石墨烯和它的氢吸附的扫描隧道显微镜和热脱附光谱的Ti的形态，并与单晶石墨烯的等效测量结果进行比较。纳米晶石墨烯由小于5nm尺寸的极小晶粒组成。与单晶石墨烯相比，Ti原子优先吸附在纳米晶石墨烯的晶界处，并形成更小且更致密的岛。然而，令人惊讶的是，氢对纳米晶石墨烯上的Ti的吸附比对单晶石墨烯上的Ti的吸附少。特别地，氢几乎不化学吸附到纳米晶石墨烯上的1 ML的Ti。这可能归因于Ti与沿着纳米晶石墨烯中的晶界定位的缺陷之间的强键合。这种机制也可能适用于其他金属，因此我们的研究结果表明，当通过金属原子将石墨烯功能化用于储氢或其他化学反应时，重要的是不仅要考虑所得表面的形态，还要考虑石墨烯对金属电子状态的影响。
2020-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Moiré minibands in graphene heterostructures with almost commensurate sqrt3 x sqrt3 hexagonal crystals
本文提出了一种石墨烯中Dirac电子低能莫尔带的唯象理论，该理论将电子置于一个几乎相同的六方晶格上，其晶胞尺寸是石墨烯的三倍，由于石墨烯中电子的不稳定性，导致电子的谷间散射发生周期性的调制.与石墨烯的完全相称的凯库勒畸变相反，这种超晶格扰动使零能量狄拉克锥保持完整，但能够在第一莫尔子带的边缘打开带隙，在导带和价带中不对称。
2013-06-18 cond-mat.mes-hall
Electron cooling in graphene enhanced by plasmon-hydron resonance
本研究利用超快光谱学发现水能加速石墨烯电子冷却，并通过量子理论证明该现象源于石墨烯表面等离子体模式与水电荷涨落（水摆动模式）的共振，为量子摩擦机制提供了实验证据。
2023-05-07 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Terahertz magneto-optical properties of graphene hydrodynamic electron liquid
石墨烯中流体动力学电子液体的发现[D. Bandurin \emph{et al.}，Science { \bf 351}，1055（2016）和J. Crossno \emph{et al.}，Science { \bf 351}，1058（2016）]已经标志着固态HEL的诞生，其可以在桌面设置中在室温附近探测。在这里，我们研究太赫兹（THz）的磁光（MO）性能的石墨烯HEL。考虑到磁性长度$l_B=\sqrt{\hbar/eB}$与石墨烯中电子-电子相互作用的平均自由程$l_{ee}$相当的情况，通过基于Boltzmann方程的动量平衡方程方法获得MO电导率。我们发现，当采用$l_B\sim l_{ee}$时，HEL中的粘性效应可以显著削弱太赫兹磁光效应，如回旋共振和法拉第旋转。通过RPA介电函数还得到了上杂化和回旋共振磁等离子体激元模式$ω_\pm$。石墨烯HEL的磁等离子体激元在大波矢区受到粘性效应的影响，并导致磁等离子体激元频率的红移。我们预测，石墨烯HEL中的粘度可以强烈地影响磁光和磁等离子体性质，这可以通过实验验证。
2021-09-15 cond-mat.mes-hall
