Valley filtering and valley valves in irradiated pristine graphene
Indian Institute of Technology, Kanpur（坎普尔印度理工学院）；Indian Institute of Technology Bombay（孟买印度理工学院）
该研究提出利用双圆反向旋转激光及其相对相位控制原始石墨烯的两个谷，实现高效率、全光学且抗中等无序的谷滤波器与谷阀。
2024-01-20 cond-mat.mes-hall
Graphene valley filter using a line defect
石墨烯的能带结构在费米能级上具有两个简并谷，为开发非常规的电子应用提供了机会。在这里，我们表明，电子和空穴准粒子在石墨烯中可以过滤，根据它们占据的山谷，而不需要引入限制。所提出的谷滤波器是基于最近观察到的石墨烯中的线缺陷的散射。量子输运计算表明，线缺陷是半透明的，并且以高入射角到达线缺陷的准粒子以接近100%的谷偏振传输。
2011-03-22 cond-mat.mes-hall
Valley filter and valley valve in graphene
已知的是，石墨烯的窄弹道带中的最低传播模式可能缺乏较高模式的双重谷简并性。根据带轴的结晶取向，最低模式混合两个谷或主要位于单个谷中（根据传播方向选择）。我们表明，使用紧束缚模型计算，非平衡谷极化可以实现在一张石墨烯，电流注入后，通过弹道点接触锯齿形边缘。通过将栅极电压局部施加到点接触区域，可以反转极性。串联的两个谷滤波器可以起到静电控制的“谷阀”的作用，代表与熟悉的自旋阀对应的零磁场。
2006-08-28 cond-mat.mes-hall
Direct observation of valley-hybridization and universal symmetry of graphene with mesoscopic conductance fluctuations
在石墨烯中，谷代表类似自旋的量，可以作为基于谷的电子学的物理资源，用于新的量子计算方案。在这里，我们展示了一个直接的路线来调整和读取无序石墨烯的谷量子态通过测量介观电导波动。我们表明，在低温下的石墨烯的电导波动减少了四个因素时，谷三重态的存在下，在高载流子密度的短程潜在的散射带隙。我们还表明，这意味着一个门可调的普遍对称类，它概述了石墨烯的独特的晶体结构所产生的基本功能。
2012-06-18 cond-mat.mes-hall
Perfect valley filter controlled by Fermi velocity modulation in graphene
在这项工作中，我们调查的费米速度调制的影响，在石墨烯的谷过滤器创建的磁和电的结合障碍。从系统的有效狄拉克方程出发，利用传输矩阵方法得到了系统的透射率。我们验证了石墨烯中的谷输运对费米速度调制非常敏感，费米速度调制能够选择哪个谷将被完美过滤。而且，可以使用费米速度调制来过滤两个谷或使谷过滤器透明。它揭示了费米速度是一个强大的工具，可以用来调整石墨烯谷过滤器，因为它有一个总的控制其传输特性。
2020-01-09 cond-mat.mes-hall
Valley-polarization in biased bilayer graphene using circularly polarized light
实现两个不相等的山谷之间的人口不平衡是任何valleytronic设备的关键第一步。使用圆偏振光可以在偏置的双层石墨烯中诱导谷偏振。在本文中，我们提出了一个详细的理论研究偏置双层石墨烯谷极化。我们发现，一个近乎完美的谷极化可以实现与适当的选择外偏置和脉冲频率。我们发现最佳脉冲频率$ω$由$\hbarω=2a,$给出，其中$2a$是石墨烯层之间的势能差。我们还发现，谷极化起源于狄拉克点本身，而是从周围的状态环。谷间散射被发现可以大大降低高频脉冲的谷极化。热人口被发现显着减少谷极化小的偏见。这项工作提供了对双层石墨烯中谷极化起源的深入了解，并将有助于实验人员在实验室中研究谷极化。
2021-01-19 cond-mat.mes-hall
Generation of pure bulk valley current in graphene
谷电流的产生是石墨烯谷电子学中的基本目标，但其实现的实际方法还不为人所知。我们提出了一个可行的方案，通过在悬浮区的应变和化学势的绝热循环变形的石墨烯机械谐振器中的体谷电流的产生。伴随的应变规范场可以破坏两个不等价谷内问题的空间镜像对称性，导致由于量子泵浦而产生的有限谷电流。设计了一种全电测量结构，用纯体谷电流检测新态。
2013-01-24 cond-mat.mes-hall
Valley switch in a graphene superlattice due to pseudo-Andreev reflection
石墨烯中的狄拉克电子具有谷自由度，其被探索为信息载体。在“谷电子学”的上下文中，人们试图连贯地操纵谷指数。在这里，我们表明，从超晶格电位的反射可以提供一个谷开关：电子接近一个原始的石墨烯-超晶格-石墨烯界面附近的垂直入射被反映在相反的谷。我们确定这个谷开关的拓扑起源，通过映射到从拓扑超导体的Andreev反射的问题，与电子空穴自由度发挥作用的谷指数。谷开关在超晶格势的对称点处是理想的，但在宽的参数范围内保持接近100%。
2018-06-05 cond-mat.mes-hall
Valley splitter and transverse valley focusing in twisted bilayer graphene
我们研究了扭曲双层石墨烯中的输运，并表明静电势垒可以作为谷分裂器，其中来自$K$（$K'$）谷的电子仅传输到例如\顶部（底部）层，导致谷层锁定电流。我们表明，当势垒在莫尔尺度上缓慢变化时，可以获得这样的谷分裂器，并诱导穿过结的Lifshitz转变，即费米表面拓扑结构的变化。此外，我们表明，对于一个给定的山谷的反射和透射电流的横向偏转，作为时间反演对称性有效地打破了在每个山谷分别，导致在零磁场谷选择性横向聚焦。
2020-10-29 cond-mat.mes-hall
Light-induced valley currents and magnetization in graphene rings
研究了介观石墨烯环在皮秒脉冲激励下的非平衡动力学行为。我们预测电荷极化，电流和轨道磁化的超快积累。应用这里确定的光脉冲，在由固定的磁通量穿过的石墨烯环中产生非平衡谷电流。我们预测一个有限的石墨烯环的磁化，即使为消失的充电电流;磁化出现由于光诱导的差异的谷人口。
2009-10-10 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
Generation of a fully valley-polarized current in bulk graphene
在块状石墨烯中产生完全谷极化电流（FVPC）是谷电子学的基本目标。为此，我们调查谷依赖运输通过一个有限的磁超晶格调制的应变石墨烯。结果表明，该器件允许一个谷区的绝缘传输带隙与另一个谷区的金属谐振带共存。因此，大量的体积FVPC出现在宽范围的边缘取向和温度，这可以有效地调整的结构参数。设计了谷分辨霍尔结构，用于测量滤波后电流的谷极化度。
2013-11-01 cond-mat.mes-hall
All-strain based valley filter in graphene nanoribbons using snake states
使用应变工程可以沿着石墨烯纳米颗粒实现伪磁场扭结。电子输运沿着这个扭结是由蛇的状态，其特征在于由一个单一的传播方向。这些伪磁场在K谷和K'谷中指向相反的方向，导致谷极化蛇态。在具有扶手椅边缘的石墨烯纳米颗粒中，这种效应导致仅基于应变工程的谷滤波器。我们讨论了如何通过调整定义沿石墨烯带的应力分布的参数来最大化该谷滤波。
2016-06-29 cond-mat.mes-hall
Valley-dependent Brewster angles and Goos-Hanchen effect in strained graphene
我们从理论上证明了如何在石墨烯的局部应变可以定制产生谷极化电流。通过适当的局部应变分布的工程，我们发现，在相反的谷（K或K '）的电子显示不同的布鲁斯特角和古斯-汉欣位移，表现出与光传播行为的密切相似。在应变诱导波导中，K谷和K'谷中的电子具有不同的群速度，这可以用于在石墨烯中构建谷滤波器而不需要任何外部场。
2011-09-26 cond-mat.mes-hall
Directional control of charge and valley currents in a graphene-based device
我们提出了一个金属器件中的方向开关效应。为此，我们利用石墨烯为基础的设备与三个终端的几何结构中存在的磁场。我们发现，单向电荷和谷电流可以控制的费米能量和磁场方向的有源器件。有趣的是，在相同的偏置电压下，在两端之间产生电荷和谷的单向传输。此外，我们量化的谷去极化作为无序浓度的函数。我们的研究结果为基于石墨烯的有源谷电子器件开辟了一条道路。
2018-12-11 cond-mat.mes-hall
All-electrical scheme for valley polarization in graphene
本文提出一种全电学装置，通过普通金属电极与石墨烯的横向动量匹配产生显著谷极化，并分析了几何参数、无序及边缘缺陷的影响，为电学控制石墨烯谷自由度提供了可行途径。
2025-06-27 cond-mat.mes-hall
Valley current generation using biased bilayer graphene dots
本征和非本征谷霍尔效应预测出现在石墨烯系统与均匀或空间变化的质量条款。非本征机制，介导的电子在费米表面的谷依赖性散射，可以直接链接到量子输运模拟。这是一个很有前途的路线，更完整的实验研究的valleytronic现象在石墨烯，但一个主要的障碍是在应用所需的亚晶格相关的潜力的困难。在这里，我们表明，强烈的谷依赖性散射也出现在双层石墨烯量子点，其中间隙的大小可以很容易地调制使用层间电位在双栅极器件。鲁棒谷依赖的散射和伴随的谷电流的范围内的系统中观察到的，我们调查点的大小，质量强度和额外的潜在条款的作用。最后，我们注意到，当有偏置的双层点嵌入单层石墨烯中时，也会出现强烈的电子电流谷分裂，但这种效果不如双层主体那么稳健。我们的研究结果表明，具有自定义质量分布的双层石墨烯器件为未来二维材料的valleytronic探索提供了一个很好的平台。
2021-05-24 cond-mat.mes-hall
Transmission spectra and valley processing of graphene and carbon nanotube superlattices with inter-valley coupling
我们数值研究了具有谷间耦合的石墨烯纳米带和碳纳米管的电子输运性质，例如，在\sqrt{3} NPDMATHABMN \sqrt{3} N和3N \times 3N超晶格中。以\sqrt{3} \times \sqrt{3}石墨烯超晶格为例，我们发现通过对石墨烯超晶格的剪裁，可以得到丰富的纳米带和纳米管的结构构型。在研究了相应的扶手椅和锯齿形纳米管几何结构的电子特性后，我们发现碳纳米管的线性能带可以导致类似克莱因隧道的现象，即，电子沿着管传播而没有反向散射，即使在存在势垒的情况下也是如此。由于\sqrt{3} \times \sqrt{3}超级电池在原始石墨烯的K和K'谷之间的耦合，我们提出了一种基于扶手椅型碳纳米管的谷场效应晶体管，其中电流的谷极化可以通过施加栅极电压或改变扶手椅型碳纳米管的长度来调节。
2017-01-03 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable valley currents, non-local resistances and valley accumulation in bilayer graphene nanostructures
利用线性响应区的输运理论Büttiker-Landauer公式，计算了反转对称性破缺的双层石墨烯纳米结构的谷电流和非局域电阻.结果表明，当费米能处于狄拉克点附近时，双层石墨烯纳米结构中的反转对称性破缺导致非局域四端电阻显著增强，谷电流比传统电流强数倍.研究了在费米能量为零时，局域电阻和非局域电阻随栅电压变化的比例关系，发现满足幂律。研究了四端双层石墨烯纳米结构中存在反转对称破缺时的谷速度场和谷积累。谷速度和非局部电阻被发现与所施加的栅极电压不同的规模。单位细胞平均谷积累被发现表现出一个偶极的空间分布一致的积累所产生的谷电流。我们定义并计算{ \em谷电容}，其表征谷累积响应于施加到纳米结构的接触的电压。
2017-11-14 cond-mat.mes-hall
Interface states in bilayer graphene and valleytronics
我们研究了导电和绝缘双层石墨烯（BLG）之间的界面附近的状态，并表明它们具有非常不寻常的特性，在传统系统中没有类似的。此外，属于BLG的布里渊区中的两个独立谷的状态显示出对比的性质，其允许相对更容易的实验实现谷电子学中期望的各种基于谷的功能，而不需要任何复杂的技术。
2011-04-19 cond-mat.mes-hall
Valley hydrodynamics in gapped graphene
最近的实验表明，在超纯石墨烯中实现了与电子的流体动力学描述一致的新的非平衡态，该石墨烯具有谷自由度。在这里，我们制定了一个理论的电子流体动力学，包括耗散过程的谷角动量采用微极流体的概念。因此，我们的理论提出了一种新的策略，产生一个谷极化的微旋转。我们发现旋转粘性在电场中诱导出二阶纵向谷电流。
2022-05-04 cond-mat.mes-hall
Valley polarized electronic beam splitting in graphene
我们展示了如何在掺杂石墨烯的三角翘曲效应可以用来产生充分的谷极化电流。我们提出了一个设备，作为一个分束器和这些电子电流的准直器。通过二维光子晶体的光学类比，证明了这一结果。
2007-10-04 cond-mat.mes-hall
Valley-selective Klein tunneling through superlattice barrier in graphene
石墨烯电子的特征是在两个谷处有一对赝旋手征相反的无质量狄拉克锥。克莱因隧穿是指这些手征电子穿透高而宽的势垒的有趣能力。这两个谷已被独立处理的文献中，时间反演对称性规定，无论是正常入射传输，也没有角度平均的一个可以有任何谷偏振。在这里，我们表明，当考虑势垒的谷间散射时，通常入射在超晶格势垒处的石墨烯电子可以经历完全谷选择性的克莱因隧穿，即在一个谷中完美透射，在另一个谷中完美反射。谷间背散射在超晶格势垒中产生交错的赝自旋能隙，结合赝自旋手征中的谷对比度，决定了克莱因隧穿的谷极性。角平均透射对于5周期势垒可以具有20%的净谷偏振，并且对于20周期势垒可以超过75%。我们的发现指出了一个意想不到的机会，实现石墨烯电子谷功能。
2019-09-04 cond-mat.mes-hall
Valley-polarised tunnelling currents in bilayer graphene tunnelling transistors
我们从理论上研究了在垂直于单层石墨烯/六方氮化硼/双层石墨烯隧穿结的外部磁场中的电子流。我们表明，在双层石墨烯的不同石墨烯层上的电子的有效隧穿势垒宽度的变化，再加上其朗道能级波函数在两个谷之间反向分布的层之间不均匀分布的事实，导致隧穿电流的谷极化。我们估计在$B=1$ T的高质量器件中可以实现谷极化$\sim 70\%$。此外，我们证明了强谷极化可以得到在强动量守恒隧穿的限制，并在较低质量的设备，这一限制被解除。
2019-02-15 cond-mat.mes-hall
Graphene Nanobubbles as Valley Filters and Beamsplitters
石墨烯的低能能带结构在布里渊区的K和K'点处具有两个不等效的谷。操纵这种谷自由度的可能性定义了谷电子学的领域，自旋电子学的谷模拟。谷电子器件的一个关键要求是能够通过过滤和空间分裂谷来打破谷简并，以产生谷极化电流。在这里，我们提出了一种方法来获得谷极化使用应变引起的非均匀伪磁场（PMF），这对两个山谷不同的行为。值得注意的是，所提出的方法不涉及外部磁场或磁性材料，如先前的提议。在我们的提议中，应变是由于实验上可行的纳米气泡（但任何局部变形都可以）：相关的PMF导致K和K'电子的不同真实空间轨迹，从而允许单独解决两个谷。通过这种方式，石墨烯纳米气泡可以在谷过滤和谷分裂设备中被利用，并且我们的模拟显示，根据变形场，许多不同的功能是可能的。
2017-01-10 cond-mat.mes-hall
A scheme to realize the quantum spin-valley Hall effect in monolayer graphene
量子自旋霍尔效应首先在石墨烯中被预测。然而，石墨烯中弱的自旋轨道相互作用意味着石墨烯中量子自旋霍尔效应的研究从未取得成果。在这项工作中，我们展示了如何产生量子自旋谷霍尔效应在石墨烯通过量子泵浦通过磁性杂质和静电势的应变石墨烯单层。我们看到，不仅可以在两个谷中以完全相反的方向泵浦唯一的自旋极化电流，而且可以在两个谷中以相反的方向流动纯自旋电流，我们称这种新颖的现象为量子自旋谷霍尔效应。这意味着量子谷霍尔和量子自旋霍尔的孪生效应可以在所提出的器件中同时探测。这项工作将大大推进石墨烯自旋电子学领域，迄今为止由于缺乏自旋轨道相互作用而步履蹒跚。我们讨论了任何自旋轨道相互作用的需要，并展示了石墨烯如何被操纵来实现拓扑绝缘体独有的功能。
2016-09-10 cond-mat.mes-hall
Induced fractional valley number in graphene with topological defects
我们报告的可能性谷数分形在石墨烯的拓扑缺陷，占在狄拉克方程的伪磁场。谷数分数化是由于两个狄拉克点中的一个点相对于另一个点中的一个粒子态的数量不平衡，并且它与赝磁场的通量有关。我们还讨论了拓扑缺陷对石墨烯中载流子诱导自旋极化的类似效应。
2014-11-03 cond-mat.mes-hall
Lattice-Induced Double-Valley Degeneracy Lifting in Magnetic Field in Graphene
我们发现，最近发现的双谷分裂的低位朗道能级（s）在量子霍尔效应的石墨烯可以解释为微扰轨道相互作用的谷内和谷间的微观轨道电流与磁场。这种效应是由对应于石墨烯的晶体蜂窝对称性的非恒定项提供的，但在量子电动力学中的无质量狄拉克费米子的相对论理论中不存在。我们讨论最近的数据，鉴于这些结果。
2007-12-07 cond-mat.mes-hall
Switching valley filtered current directions in multi-terminal graphene systems
已经在不同的基于石墨烯的配置和场景中探索了谷过滤过程以控制传输响应。在这里，我们提出了石墨烯多终端设置适当设计，以获得谷过滤电流在广泛的能量范围内，除了控制它们的方向的可能性。我们探索石墨烯系统与扩展的机械折叠状变形作为一个机会，以提高谷过滤传输。由于磁场和应变导致的电子约束效应之间的混合导致量子霍尔机制中的电流分量的选择性驱动。我们采用模式匹配的方法内的格林函数形式主义，允许直接分析的应变对每个谷传输的影响。我们估计的限制参数的阈值地图，其特征在于由磁性，变形和设置长度，以优化谷过滤器的运输过程和谷极化电流方向的适当开关。
2020-12-29 cond-mat.mes-hall
Tunable valley Hall effect in gate-defined graphene superlattices
我们从理论上研究了作为实现可调谷依赖输运的平台的具有破缺反转对称性的栅极限定的石墨烯超晶格。我们的分析是基于最近的实验[C. Forsythe等人，Nat. Nanotechnol. 13，566（2018）]，其中通过纳米结构化石墨烯/图案化电介质/栅极结构中的电介质，在石墨烯上诱导了栅极可调超晶格电势。我们演示了如何电子紧束缚结构的超晶格系统类似于一个缺口狄拉克模型与相关的谷依赖运输使用展开程序。以这种方式，我们得到的谷霍尔电导率从超晶格布里渊区的Berry曲率分布，并证明了这种电导率的可调谐性的超晶格势。最后，我们计算了与横向谷电流和纵向充电电流相关的谷霍尔角，并证明了谷电流对图案化电介质中不规则性的鲁棒性。
2019-10-18 cond-mat.mes-hall
Weyl Semimetal Path to Valley Filtering in Graphene
我们提出了一种设备，其中石墨烯片耦合到Weyl半金属，允许物理访问的隧道从二维到三维无质量狄拉克费米子的研究。由于重建的能带结构，我们发现，这种设备作为一个强大的谷过滤器的石墨烯片中的电子。我们表明，通过适当的对齐，外尔半金属在两个石墨烯谷之一的电流，而允许电流在其他畅通无阻。与其他提出的谷滤波器相比，我们提出的器件的机制发生在石墨烯片的主体中，从而避免了对仔细成形的边缘或尺寸的需要。
2021-02-25 cond-mat.mes-hall
Anomalous, spin, and valley Hall effects in graphene deposited on ferromagnetic substrates
基于格林函数理论和线性响应理论，对石墨烯基杂化结构中的自旋、反常和谷霍尔效应进行了理论研究。详细考虑了两种不同类型的混合系统：（i）石墨烯/氮化硼/钴（镍），和（ii）石墨烯/YIG。主要的兴趣集中在邻近诱导的石墨烯和磁性衬底之间的交换相互作用和邻近增强的自旋轨道耦合。邻近效应被证明有显着的影响，石墨烯的电子和自旋输运性质。为了找到自旋，反常和谷霍尔电导率，我们采用某些有效的哈密顿最近已提出的混合系统下的考虑。当费米能级位于电子能谱的能隙内时，反常和谷霍尔电导率都具有普适值。
2017-05-09 cond-mat.mes-hall
Large tunable valley splitting in edge-free graphene quantum dots on boron nitride
二元自由度的相干操纵是现代量子技术的核心。石墨烯提供了两个二进制度：电子自旋和谷。有效的自旋控制已经在许多固态系统中得到证实，而谷的开发只是最近才开始，但没有在单电子水平上的控制。在这里，我们表明，石墨烯到六方氮化硼的范德华堆叠提供了一个天然的平台谷控制。我们使用由扫描隧道显微镜的尖端诱导的石墨烯量子点，并通过量子点位置的亚10 nm位移展示了从-5到+10 meV（包括谷反转）可调谐的谷分裂。这将受控谷分裂的范围提高了约一个数量级。自旋和谷态的可调反转应该能够实现这些自由度的相干叠加，作为实现基于石墨烯的量子比特的第一步。
2018-03-20 cond-mat.mes-hall
Weak localisation magnetoresistance and valley symmetry in graphene
由于单层石墨中电子的手征性质（石墨烯）可以预期其中存在弱反定域和正弱场磁阻。（这破坏了每个谷中费米线的p/-p对称性）抑制了反定域，而inter-由于实际石墨烯片中原子级尖锐散射体或窄线中的边缘而引起的谷散射倾向于恢复传统的负散射磁阻效应我们通过评估石墨烯的磁阻对弛豫速率的依赖性来证明这一点，弛豫速率与打破系统的“隐藏”谷对称性的各种可能方式相关。
2006-10-17 cond-mat.mes-hall
Valley-Hall Kink and Edge States in Multilayer Graphene
我们报告的理论研究的一维（1D）的状态本地化在几层石墨烯系统带的边缘，并在几层石墨烯系统之间的界面具有不同的谷霍尔电导率。当忽略谷混合时，这些1D状态被拓扑保护。我们解决的堆叠安排，界面结构，和外部电场垂直于层的性质的影响。我们发现，1D状态一般不存在于多层带扶手椅方向的边缘，但目前无论在任何内部谷-霍尔界面的ABC堆叠多层的晶体取向。
2011-05-18 cond-mat.mes-hall
Valley-Polarized Quantum Transport Generated by Gauge Fields in Graphene
我们报告的可能性，同时产生在石墨烯{ \it体谷极化耗散输运}和{ \it量子谷霍尔效应}相结合的应变诱导规范场和真正的磁场。这种独特的现象是由叠加的规范场的叠加/抵消所驱动的共振/反共振效应引起的，这些叠加的规范场对时间反演对称性有不同的影响。一个谷极化霍尔电流伴随着一个耗散的谷极化电流在相反的山谷中的发病揭示了由$e^2/h$霍尔电导率平台。我们采用有效的线性标度Kubo输运方法结合谷投影计划访问谷依赖的电导率，并表明结果是强大的对无序。
2017-07-01 cond-mat.mes-hall
Generation of valley polarized current in bilayer graphene
我们提出了一种在双层石墨烯中产生谷极化电流的器件。通过分析这种材料在横向电场存在下对强太赫兹频率光的响应，我们证明了在带隙能区诱导了动力学态，并且如果系统参数适当调节，这些态只存在于一个谷区。谷极化状态然后可以用于过滤任意电子电流，从而产生谷极化电流。
2009-08-20 cond-mat.mes-hall
Easy-to-configure zero-dimensional valley-chiral modes in a graphene point junction
本文提出一种石墨烯点结器件架构，通过易配置、可切换的零维谷手性PN结实现约80%极化率的谷电流，为可扩展谷电子学提供新构建模块。
2024-04-02 cond-mat.mes-hall
Active Valley-topological Plasmonic Crystal in Metagate-tuned Graphene
提出了一种用于石墨烯表面等离子体激元（GSPs）的谷等离子体激元晶体。我们证明，设计师metagate，放置在几个纳米的石墨烯，可以用来强加一个三角形周期费米能量景观后者。对于特定的metagate几何形状和偏置电压，组合metagate-石墨烯结构示出产生足够强的布拉格散射的GSPs产生完整的传播带隙，并赋予的GSPs与非平凡的谷连接的拓扑性质。谷选择性的扭结状态支持的畴壁之间的不同图案的metagate的传播没有反射沿急剧弯曲的界面，由于抑制谷间散射。我们的方法为非磁性动态可重构拓扑纳米光子器件铺平了道路。
2018-03-30 cond-mat.mes-hall
Valley Hall Effect and Non-Local Resistance in Locally Gapped Graphene
我们报告了石墨烯基器件中大量谷极化电流的出现，这些电流由空间变化的亚晶格对称性破缺区域驱动，并由非局部电阻（$R_\mathrm{NL}$）指纹揭示。通过使用的量子传输形式主义的组合，获得大量的属性以及多终端设备的响应，一个不均匀的本地带隙的存在下示出引起谷依赖的散射和有限的费米表面贡献的谷霍尔电导率，相关的特性$R_\mathrm{NL}$。这些功能是强大的，对无序，并提供了一个合理的解释有争议的实验在石墨烯/hBN超晶格。我们的研究结果表明，在石墨烯中产生谷霍尔效应的替代机制，以及通过材料和器件工程实现谷依赖电子光学的途径。
2021-01-25 cond-mat.mes-hall
Intrinsic (valley) thermal Hall conductivity of phonons in graphene for integer quantum Hall phases
Bar-Ilan University（巴伊兰大学）
本文计算了量子霍尔区域石墨烯声子的内禀谷热霍尔电导率，源于电子-声子耦合诱导的声子谷霍尔粘度，并讨论了测量前景及推广至其他狄拉克材料。
2026-09-10 cond-mat.mes-hall
Helical scattering and valleytronics in bilayer graphene
我们描述了一个角度不对称的界面散射机制，它允许在空间上分离的电子在两个低能量的双层石墨烯谷。该效应发生在静电定义的界面分离不同的赝自旋极化的区域，并与跨界面的赝自旋矢量的螺旋缠绕相关联，这打破了每个谷中的反射对称。电子在其中一个谷中的大能量范围内以高达60度的优选方向传输，并且在另一个谷中以-60度的优选方向传输。在Y结几何结构中，这可以用于创建和检测谷偏振。
2010-11-04 cond-mat.mes-hall
Recent advances of defect-induced spin and valley polarized states in graphene
石墨烯独特的二分蜂窝晶格结构和极弱的自旋-轨道耦合使电子具有四重自旋简并和谷简并，可以支持一系列对称性破缺态。石墨烯中的原子级缺陷有望在纳米尺度上提升这些简并自由度，从而导致丰富的量子态，突出了自旋电子学和谷电子学的有前途的方向。本文主要综述了近年来扫描隧道显微镜（STM）在石墨烯中单个原子尺度缺陷（包括单碳空位、氮原子掺杂和氢原子化学吸附）引起的自旋和/或谷极化态的研究进展。最后，我们给出了该领域的展望。
2022-06-13 cond-mat.mes-hall
Valley filtering and electronic optics using polycrystalline graphene
在这封信中，无论是谷极化电流的操纵和狄拉克费米子的光学行为的理论探讨在多晶石墨烯。当施加应变时，由晶界分离的两个石墨烯域之间的取向不良可能导致它们的电子结构失配。这种差异表现在反演对称性的强烈破坏中，导致在宽范围的传输方向上的完美谷偏振。此外，这些石墨烯域作为电子波的不同介质，提供了调制和获得负折射率的可能性。
2016-10-13 cond-mat.mes-hall
Strain-Fluctuation-Induced Near-Quantization of Valley Hall Conductivity in Graphene Systems
我们发展了一个理论的谷霍尔效应在高品质的石墨烯样品，其中应变波动引起的随机规范电位已被建议为主要来源的混乱。我们发现一个近量子化的谷霍尔电导率的值在带输运制度，这源于一个增强的侧跳的狄拉克电子时，它散射的规范电位。通过假设一个小的剩余电荷密度，我们的理论再现定性的温度和间隙依赖性的观察到的谷霍尔效应在电荷中性点。我们的研究表明，石墨烯系统中的谷霍尔效应代表了规范无序起重要作用的反常霍尔物理的新范式。
2019-05-15 cond-mat.mes-hall
Valley-driven Zitterbewegung in Kekulé-distorted graphene
沉积在铜（111）衬底上的石墨烯可以形成Y形凯库勒键织构（Kekulé-Y），将其狄拉克费米子的动量锁定在其谷自由度上。结果，其能带结构的谷简并被打破，产生具有不同费米速度的两个嵌套狄拉克锥的能量色散。本文研究了Kekulé-Y超晶格中电子波包的动力学性质。我们发现，作为谷动量耦合的结果，可以出现谷驱动的波包振荡运动（{ \it Zitterbewegung}），但频率小于{ \it Zitterbewegung}效应发现的原始石墨烯。这使得Kekulé-Y石墨烯成为在二维系统中实验观察{ \it Zitterbewegung}现象的令人信服的候选者。
2022-02-19 cond-mat.mes-hall
Valley filters, accumulators, and switches induced in graphene quantum dots by lines of adsorbed hydrogen atoms
我们提出了电子结构和量子输运计算，预测导电通道诱导石墨烯量子点的吸附线的氢原子作为高效的，实验上可实现的谷过滤器，开关和开关。基本的物理学是石墨烯狄拉克点共振（DPR）的一种新性质，即，在给定方向上通过DPR介导的导电通道的电流仅由两个石墨烯谷中的一个的电子携带。我们的预测适用于吸附在石墨烯量子点上的氢原子线，石墨烯量子点是独立的或支撑在六方氮化硼衬底上。
2019-09-27 cond-mat.mes-hall
Valley filtering effect of phonons in graphene with a grain boundary
谷自由度的控制和操纵由于其对信息编码和实现低能耗量子器件的可能性而在电子系统中得到了广泛的研究。相比之下，声子对应物-山谷声子-在很大程度上尚未探索，尽管在基础科学和实际应用中都很重要。在这项工作中，我们证明了“谷”的控制也适用于声子在石墨烯通过使用晶界。特别地，在弯曲模的某些能量窗口观察到完美的谷过滤效应，并发现与声子谷袋的各向异性密切相关。此外，可以使用类Fano谐振来进一步改进谷值滤波。我们的研究结果揭示了山谷声子的可能性，铺平了道路，有目的的声子工程和未来的山谷声子。
2019-02-20 cond-mat.mes-hall
Spin-valley filtering in strained graphene structures with artificially induced carrier mass and spin-orbit coupling
在块状石墨烯中，大量电子与自旋轨道耦合的相互作用导致自旋谷相关的带隙。因此，具有这种特性的屏障可以充当过滤器，仅传输来自相反谷的相反自旋。在这封信中，我们表明，应变引起的赝磁场在这样一个障碍将强制执行相反的回旋轨迹的过滤谷，导致他们的空间分离。由于自旋耦合到过滤态的谷，这也导致自旋分离，证明了自旋谷过滤效应。滤波行为被发现是可控的电门控以及应变。
2014-07-24 cond-mat.mes-hall
Valley Seebeck effect in gate tunable zigzag graphene nanoribbons
我们提出，第一次，谷塞贝克效应在栅极可调锯齿形石墨烯纳米带作为热梯度和valleytronics之间的相互作用的结果。通过热梯度以及外部偏压进一步产生纯谷电流。在较宽的温度范围内，纯谷电流被发现是线性依赖于温度梯度，而它的增加与温度的一个引线的温度为固定的热梯度。提出了一种由温度梯度驱动的谷场效应晶体管（FET），它可以通过栅压实现纯谷电流的开通和关断。阈值栅压和通谷电流与温度梯度成正比。当系统在正栅压下导通时，纯谷电流几乎与栅压无关。如果以安培为单位，则谷电流可达30 μS。这种谷场效应管在未来的谷电子学和谷热电子学中有潜在的应用。
2017-01-06 cond-mat.mes-hall
Strain controlled valley filtering in multi-terminal graphene structures
谷极化电流可以通过多端子石墨烯器件的局部应变来产生。由变形产生的伪磁场允许来自仅一个谷的电子传输，并且在局部应变区域的相对侧处产生来自单个谷的电子流。我们表明，谷过滤是最有效的凸块的一定高度和宽度。尽管对极化电流的最大贡献来自最低子带的电子，但其他子带的贡献不可忽略，并且可以显著增强输出电流。
2016-10-31 cond-mat.mes-hall
Parity and valley degeneracy in multilayer graphene
我们研究了一般ABA堆叠的多层石墨烯的空间对称性，以说明在磁场中两个谷处的电子光谱是如何相关的。我们发现，具有偶数层的多层的晶格，以及单层石墨烯，满足空间反演对称性，严格保证谷简并在没有时间反演对称性。奇数层（三层或更多）的多层膜缺乏反演对称性，但有另一种变换施加近似的谷简并，这是因为低能哈密顿量由单独的单层和双层部分组成。我们表明，外部静电势一般打破谷简并在磁场，在一个显着不同的方式在奇数和偶数多层膜。
2010-03-23 cond-mat.mes-hall
Gapped Dirac materials and quantum valley currents in dual-gated hBN/bilayer-graphene heterostructures
本研究在双栅hBN/双层石墨烯异质结中实现了可由垂直电场调控的谷电流，观测到符合谷霍尔效应标度理论的非局域电阻，且低温下其在量子极限附近饱和，证实了量子谷电流的存在。
2024-10-08 cond-mat.mes-hall
Minimal Geometry for Valley Filtering in Graphene
在石墨烯中实现电子电流谷分裂的可能性代表了这种二维材料中谷电子学新领域的重要组成部分。基于散射矩阵的对称性分析，我们表明，如果多个潜在的散射体的空间分布打破了关于入射电子的轴的镜像对称性，则观察到两个谷之间的电流分裂。这导致谷霍尔效应的出现。我们说明了镜像对称性破缺在两个对称杂质的最小系统中的效果，演示了通过微分截面和非零斜参数谷之间的分裂。我们进一步讨论的作用，这些影响可能在运输实验中发挥。
2017-10-25 cond-mat.mes-hall
