Wavefront dislocations in graphene systems revealed by transport measurement
提出一种输运测量方法，利用谷间干涉导致的子晶格间透射系数相位奇点，在单层与 Bernal 堆叠双层石墨烯的电导图中揭示稳健的波前位错。
2024-10-29 cond-mat.mes-hall
Dislocation and node states in bilayer graphene systems
我们研究了双层石墨烯中具有零化、漂移和相交部分线的部分位错网络的电子结构。我们发现电荷积累状态的偏置，是敏感的费米能量和偏伯格斯矢量，但不螺旋与边缘字符的偏置。这些状态被证明是载流的，与电流密度执行一个螺旋运动沿位错线与强大的层间组件的电流。接近狄拉克点局部化的偏分开关局部化的交叉点，与相应的复杂的电流在节点周围。
2018-12-08 cond-mat.mes-hall
Edge stability, reconstruction, zero-energy states and magnetism in triangular graphene quantum dots with zigzag edges
我们提出了基于从头计算密度泛函理论的三角形石墨烯量子点锯齿形边缘的稳定性和重构的计算结果。我们表明，虽然重建的五边形-七边形锯齿形边缘结构是更稳定的氢的情况下，理想的锯齿形边缘积极有利于氢钝化。氢钝化后两种结构都存在零能带，但在五边形-七边形锯齿形结构中，零能带的色散较强，导致净磁化强度的损失。
2010-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Effect of edge reconstruction and electron-electron interactions on quantum transport in graphene nanoribbons
我们提出了在石墨烯纳米带与重构边缘的基础上的标准紧束缚模型和扩展的Huckel模型的重构缺陷的导电的数值研究。我们使用密度泛函理论对单个缺陷进行了原子几何弛豫，然后明确计算了用于在具有重构边缘的石墨烯中模拟电子输运的紧束缚参数。计算的电导揭示了强烈的背散射和电子空穴的不对称性取决于边缘和缺陷类型。这是一个额外的缺陷引起的带，其波函数是不匹配的原始带的传播状态。我们发现一个运输间隙附近的狄拉克点和成反比的带状宽度，类似于在实验中观察到的。我们预测最大的运输间隙发生扶手椅边缘与石威尔士缺陷，而七边形和五边形缺陷导致大约相等的背散射电子和空穴，分别。选择的七边形缺陷作为一个例子，我们表明，虽然在Hartree近似的电子相互作用导致的缺陷上的载流子的积累，令人惊讶的是，他们对运输的影响是减少载流子的背散射的缺陷，从而提高电导。
2013-06-05 cond-mat.mes-hall
Effects of lattice defects in graphene on the scattering of Charge Carriers
我们研究了石墨烯准粒子的散射拓扑缺陷，代表孔，五边形和七边形。对于空穴的情况下，我们得到的相移，并发现，在低浓度下，他们似乎是无关的电子输运，电阻率的贡献可以忽略不计。每当在晶格中引入五边形，费米子流被限制在其中一个五边形附近运动时，我们就会意识到，这样的电流以一个角度散射，该角度仅取决于五边形的数量和电流所处的一侧。这种偏差可以通过杨氏实验，通过由五边形散射的两个电流分支之间的干涉图案来确定。在七边形的情况下，这样的电流也被散射，但它从缺陷处发散，防止了同一个七边形的两束电流之间的干扰。
2010-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Dislocations in stacking and commensurate-incommensurate phase transition in bilayer graphene and hexagonal boron nitride
位错对应的二维六方双层，石墨烯和氮化硼的堆叠的变化，并与相称域之间的边界进行了研究，使用双链Frenkel-Kontorova模型的从头计算。结构转换的双层，其中底层被拉伸和上层被留下自由放松被认为是逐渐增加的伸长率的底层。位错的形成能，位错宽度和相称域之间的边界的取向进行了分析，取决于伸长的大小和方向。预测了在某一临界延伸率下发生从公度相到具有多位错的非公度相的二级相变。这种转变的序参量对应于位错密度，当底层的延伸率增加到临界值以上时，位错密度连续增长。在石墨烯和亚稳态氮化硼中，层在相同方向上排列，其中元素位错是部分的，然而，这种转变之前是在小于临界伸长率的伸长率下形成第一位错。包括该中间状态的相图在底层的伸长的大小和方向的坐标中绘制。
2016-06-13 cond-mat.mes-hall
Edge stacking dislocations in two-dimensional bilayers with a small lattice mismatch
不完全堆垛位错的预测，形成在较短的上层在二维六边形双层拉伸较长的底层后的边缘。通过类比标准体位错的伯格斯矢量，引入了边缘伯格斯矢量的概念来描述这种位错。根据延伸率的大小以及边缘Burgers矢量、延伸方向和边缘之间的夹角，得到了双层石墨烯中边缘堆垛位错的结构和能量的解析解.估计了双层膜内堆垛位错穿透的势垒。讨论了通过观察边缘堆垛位错来测量石墨烯层的相对运动的势垒和石墨烯在衬底上的应变的可能性。
2017-08-04 cond-mat.mes-hall
Wavefronts Dislocations Measure Topology in Graphene with Defects
本文提出通过局域电子密度的波前位错图样直接读取陈数或绕数，从而识别含空位等拓扑缺陷的石墨烯拓扑性质，并证明Kekulé畸变等价于空位。
2023-07-11 cond-mat.mes-hall
Dislocation Field Theory in 2D: Application to Graphene
介绍了一种二维位错连续体理论。本理论在经典的弹性能量密度基础上增加了弹性转动、位错密度和背景应力。该理论包含四个材料模量。根据四种材料模量定义了两种特征长度尺度。计算了刃型位错的应力和弹性变形的非奇异解。已经指出，弹性应变与最近在石墨烯中发现的刃位错的实验数据吻合得很好。
2015-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Visualizing orbital angular momentum induced single wavefront dislocation in graphene
本文利用扫描隧道显微镜在原子尺度研究石墨烯中轨道角动量对相位奇点的作用，发现旋转对称破缺势诱导的轨道角动量态间散射可产生额外相位奇点和稳健单波前位错。
2024-03-28 cond-mat.mes-hall
Quantifying superlubricity of bilayer graphene from the mobility of interface dislocations
University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Material Research Laboratory, University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校材料研究实验室）
本文通过动态弗伦德尔-康托罗瓦模型研究双层石墨烯界面摩擦系数，揭示位错动力学对超润滑性的影响，为异构应变空间中的超润滑材料设计提供理论支持。
2025-01-09 cond-mat.mes-hall
Dislocations and torsion in graphene and related systems
描述和分析了一个研究位错对凝聚态系统电子性质影响的连续介质模型。该模型是基于一个几何形式主义相关联的位错密度与扭转张量，并在弯曲的空间中使用量子场论的技术。当应用到二维系统的狄拉克点，如石墨烯，我们发现，位错耦合的形式类似于由曲率或弹性应变产生的矢量规范场。我们还描述了如何耦合位错的正常金属与费米面。
2009-09-22 cond-mat.mes-hall gr-qc
Graphene Nanoengineering and the Inverse-Stone-Thrower-Wales Defect
我们分析了一个新的基本构建块单片纳米工程石墨烯：逆石投掷威尔士（ISTW）缺陷。ISTW是由一对连接的五边形碳环放置在一对七边形环之间形成的;众所周知的掷石者-威尔士（STW）缺陷也是相同的排列，但连接的是七边形环而不是五边形环。当用氢去除和钝化时，该结构构成新的分子，重氮烯，其可以被视为蒽上的ad-二聚体缺陷的结果。将重氮烯嵌入到蜂窝晶格中，研究了添加二聚体对平面石墨烯的影响。由于ISTW缺陷尚未被实验确定，我们研究了几种合成路线，并找到一个势垒仅略高于与吸附原子跳跃石墨烯。ISTW和STW缺陷可以被视为石墨烯上的单片结构的基本构建块。我们展示了如何在石墨烯表面上以水泡，气泡和脊的形式构建扩展的缺陷域，其长度尺度小至2埃乘7埃。我们在这些研究中的主要工具是密度泛函理论。
2010-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Moire pattern as a magnifying glass for strain and dislocations in van der Waals heterostructures
我们认为变形的作用，在石墨烯异质结构与六方晶体（包括应变，皱纹和位错）上的几何特性的莫尔图案特征的一对两个不相称的错位同构晶体。通过采用唯象理论描述石墨烯和六方晶体的范德华异质结构中的一般莫尔扰动，我们研究了这种异质结构的电子性质。
2014-08-07 cond-mat.mes-hall
Epitaxial growth mechanisms of graphene and effects of substrates
采用密度泛函理论中的有限温度分子动力学从头算方法研究了单层石墨烯的生长过程。在原子水平上的外延石墨烯的生长机制的理解提供了通过探索发生在石墨烯的生长边缘的瞬态阶段。这些阶段是大碳环的形成和塌陷，以及像五边形-七边形缺陷的Stone-Wales的形成和愈合。使用爬像轻推弹性带方法计算了各种衬底上这些生长诱导缺陷愈合的激活势垒，并与Stone-Wales缺陷进行了比较。发现生长过程中发生在边缘附近的五边形-七边形缺陷比Stone-Wales缺陷更容易愈合。还详细研究了衬底在外延生长和修复缺陷中的作用，以及使用碳二聚体作为石墨烯生长的构建块的影响。
2012-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
The Berry phase of dislocations in graphene and valley conserving decoherence
我们表明，在石墨烯晶格中的位错引起电子贝里阶段相当于量子化值{0，1/3，-1/3}的单位通量量子，但与相反的符号的两个山谷。石墨烯Aharonov-Bohm环的基本尺度考虑在两端配备有谷滤波器，环绕位错，认为在谷间平均自由程与谷内相位相干长度相比大的情况下，使得谷量子数可以被认为在相关尺度上守恒，对拓扑相位敏感的相干谷极化电流必须在两个谷起作用之前多次穿过器件，而这在中间温度下是不可能的，在中间温度下，后者的长度变成器件尺寸的量级，从而导致明显违反线性传输的基本定律，即在所施加的通量中，磁导是均匀的。我们讨论这种差异的费曼路径图片的退相，解决从量子到经典耗散传输的过渡。我们还调查了这个设备中的散射矩阵形式主义，占退相干的影响，由Buttiker移相电压探针型模型，其中保存的山谷，在那里的磁导仍然是即使在磁通量，也当不同的退相干时间被允许为个人，时间反转连接，山谷。
2009-03-30 cond-mat.mes-hall
Electronic structure of disordered graphene with Green's function approach
格林函数在碳纳米结构局域态密度的计算中起着重要的作用。我们调查他们的性质为各种取向和向错的石墨烯样表面。接下来，我们调查的情况下，由两个七边形缺陷产生的小扰动和从这些缺陷的边界网站的局部态密度的字符，我们推导出它们的最小和最大的距离扰动的圆柱表面。为此，我们使用Haydock递归方法将给定的曲面转换为链。我们只假设原子轨道之间的最近邻相互作用，换句话说，计算假设了短程势。
2015-11-09 cond-mat.mes-hall
Topological Defects in Graphene: Dislocations and Grain Boundaries
尽管有大量的实验观察，但石墨烯中的拓扑缺陷，位错和晶界仍然没有得到很好的理解。我们介绍了一种通用的方法，用于构建任意伯格斯矢量以及晶界，覆盖整个范围内的可能的取向差角的石墨烯位错。通过使用从头计算，我们调查这些拓扑缺陷的热力学和电子性质，发现积极有利的对称大角度晶界，强烈的倾向，在小角度制度的面外变形，和显着的影响，对电子结构。目前的研究结果表明，位错和晶界是石墨烯中重要的本征缺陷，可以用于工程石墨烯基纳米材料和功能器件。
2010-05-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dislocation induced energy dissipation in a tunable trilayer graphene resonator
在晶体材料中，位错的产生和调制通常与塑性形变和能量耗散有关。在这里，我们报告的能量耗散的三层石墨烯带谐振器的研究。带的振动对石墨烯带产生循环机械负载，在此期间机械能作为热耗散。测量石墨烯谐振器的品质因数提供了评估能量耗散的方式。石墨烯带与硅微致动器集成在一起，使其面内张力得到微调。当我们逐渐增加张力时，我们观察到，除了众所周知的共振频率增加之外，能量耗散也有很大的变化。我们提出，占主导地位的能量耗散机制转移到三个区域。在较小的张力下，石墨烯处于弹性区，主要的能量耗散是通过石墨烯边缘折叠;随着张力的增加，位错开始在样品中发展，逐渐主导能量耗散;最后，在足够大的张力下，石墨烯层变得解耦，开始滑动并引起摩擦，这导致更严重的能量耗散。通过分子动力学计算模拟了位错的产生和调制过程，提出了计算能量损失的方法，并与实验结果进行了比较。
2021-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bound States of Conical Singularities in Graphene-Based Topological Insulators
本文研究了在实现陈数$γ=\pm 1$的蜂窝晶格模型中由楔向错（锥形奇点）引起的电子结构。我们建立了一个对应的束缚态之间的（i）一个孤立的$Φ_0/2$通量，（ii）一个孤立的五边形$(n=1)$或七边形$(n=-1)$缺陷与外部通量的大小$nγΦ_0/4$通过中心和（iii）一个孤立的正方形或八角形缺陷没有外部通量，其中$Φ_0=h/e$是通量量子。由于上述的对应关系，孤立的电子状态的存在绑定到向错是强大的各种扰动。这些结果也被推广到石墨烯基的时间反演不变的拓扑绝缘体。
2013-01-22 cond-mat.mes-hall
Measuring strain and rotation fields at the dislocation core in graphene
应变场、位错和缺陷可用于控制石墨烯的电子性质。通过使用高分辨率透射电子显微镜的先进成像技术，我们以单原子灵敏度测量了单层石墨烯中位错的应变场和旋转场。这些场与传统的线弹性力学给出的场有质的不同。然而，从二维（2D）离散弹性和三维离散周期化Föppl-vonKármán方程（dpFvKEs）计算的原子位置产生的场接近实验时，由几何相位分析确定。2D理论产生对称场，而来自实验的场表现出不对称性。dpFvKEs的数值解提供的应变和旋转场的位错偶极子和对，也表现出不对称性，并与实验相比，可能会产生信息的原子的面外位移。虽然离散理论需要数值求解，但位错的应变和旋转的解析公式可以从2D Mindlin的超应力理论中获得。这些公式对于拟合实验数据非常有用，并提供了一个模板，以确定非线性和非平面效应的重要性。测量这个理论的参数，我们发现两个特征长度之间的三到四倍的晶格间距，控制膨胀和旋转的位错。在离位错核较远的地方，弹性场衰减到常规弹性场。我们的研究结果可能与石墨烯和当前感兴趣的其他2D材料的应变工程有关。
2015-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-hexagonal-ring defects and structures induced by strain in graphene and in functionalized graphene
我们执行{ \textit从头计算}的应变诱导形成的非六方环缺陷的石墨烯，石墨烷（平面CH），和石墨烯酚（平面COH）。我们发现，最简单的这种拓扑缺陷，斯通-威尔士缺陷，作为种子的应变诱导的解离和倍增的拓扑缺陷。通过应用非均匀变形的石墨烯，graphane和graphenol与最初的小浓度的五边形和七边形环，我们得到了几个新的稳定的结构，拥有，在同一时间，大浓度的非六边形环（从四倍到十一倍）和小的形成能。
2012-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic states of zigzag graphene nanoribbons with edges reconstructed with topological defects
利用紧束缚方法研究了锯齿形石墨烯纳米带的能谱和电子态密度。在Stone-Wales zz（57）边缘的情况下，与原始zz边缘相比，低能谱显著改变。我们发现在任何宽度的石墨烯纳米带中，费米能级上的电子态密度都不为零。相反，对于只有一边是七边形而另一边是五边形的带，费米能级处的能隙是开放的，DOS等于零。其原因是未补偿的拓扑荷对局域边缘态的影响，而局域边缘态本质上是拓扑的。这种行为类似于沿边缘的结构化外部电势。
2015-11-10 cond-mat.mes-hall
Emergent geometry experienced by fermions in graphene in the presence of dislocations
在应变存在的石墨烯中，弹性理论度量自然出现。然而，这不是费米准粒子所经历的。费米子在弯曲空间中传播，其度规由拓扑保护的费米子点附近的有效哈密顿量的展开定义。我们讨论了石墨烯表面不同参数化的两种度量之间的关系。接下来，我们将考虑存在位错的情况。本文考虑了用弹性理论描述形变的情况，计算了位错所携带的扭转和出射磁场。位错除了携带出射磁场的量子化通量外，还携带奇异挠率。两者都可以在准粒子在位错上的散射中观察到。出现的磁场通量表现为Aharonov-Bohm效应，而扭转奇异性则导致Stodolsky效应.
2015-03-11 cond-mat.mes-hall gr-qc hep-ph
Graphene wormholes: A condensed matter illustration of Dirac fermions in curved space
我们研究了石墨烯虫洞的性质，其中短纳米管作为两个石墨烯片之间的桥梁，其中蜂窝状碳晶格因存在12个七边形缺陷而弯曲。通过采取非常小的长度相比，半径的纳米管桥，我们开发了一个有效的狄拉克费米子理论来解释的低能量的电子特性的虫洞在连续极限，其中的挫折感生的七边形缺陷是模仿的虚拟规范通量线连接到他们每个人。我们特别发现，当拓扑缺陷的有效规范通量达到最大时，狄拉克方程的零能模可以被排列成两个三重态，这可以被认为是在大球形富勒烯的连续极限的对偶实例中出现的两个零模三重态的对应物。我们进一步研究了石墨烯虫洞光谱进行数值对角化的紧束缚哈密顿非常大的晶格实现虫洞几何。在数值方法中观察到的局域电子态的数量与在连续极限中预测的有效规范通量之间的对应关系表明，石墨烯虫洞可以一致地由虫洞的弯曲几何形状中的两个狄拉克费米子场的有效理论来描述，打开了使用碳材料的真实样品作为实验场地的可能性，曲率和狄拉克场
2009-09-16 cond-mat.mes-hall gr-qc
Theory of defect dynamics in graphene: defect groupings and their stability
我们使用我们的周期离散弹性理论来表征石墨烯中的缺陷作为位错或位错组的核心。早期的数值实现的理论预测的一些更简单的缺陷分组观察到在随后的透射电子显微镜实验。在这里，我们从我们的理论中推导出更复杂的三个或四个缺陷对的缺陷分组，表明它们对应于两对位错偶极子的核心，并确定它们的稳定性。
2011-02-02 cond-mat.mes-hall nlin.PS
From Graphene constrictions to single carbon chains
我们提出了一个原子分辨率的观察和分析的石墨烯收缩和带与亚纳米宽度。石墨烯膜研究成像侧球面像差校正的透射电子显微镜在80千伏。由于辐射损伤，在蜂窝状结构中形成孔。随着空穴的增长，两个空穴相互靠近，位于它们之间的六边形结构就会变窄。当石墨烯带的宽度缩小到1纳米以下时，就会发生从六边形结构的转变和偏离。一些重建，涉及更多的五边形和七边形比六边形，原来是惊人的稳定。最后，观察到石墨烯接触之间的单碳原子链桥。动态以原子分辨率实时观察，具有足够的灵敏度来检测在足够长的时间内保持稳定的每个碳原子。碳链出现可重复的，并在各种配置从石墨烯桥，吸附物之间，或在开放的边缘，似乎代表一个最稳定的配置，一个少原子的碳系统容纳在存在连续的能量输入从电子束。
2009-05-19 cond-mat.mes-hall
Magnetic moments in the presence of topological defects in graphene
在Hartree-Fock平均场框架下研究了五角形、位错和其他破坏亚晶格对称性的拓扑缺陷对石墨烯晶格磁性的影响。根据Lieb定理，具有属于同一子晶格的多个空位或类似缺陷的系统的基态已知对于任何库仑排斥U值具有等于晶格中未配位原子的数目的总自旋。我们发现，在一个大的晶格中的一个单一的五边形环的存在是足以改变这种行为，并需要一个临界值的U得到极化的基态。由五边形-七边形对组成的滑移位错引起晶格上更剧烈的变化，并且使基态变小所需的U的临界值取决于缺陷的密度和相对位置。我们在参数空间中发现了一个极化和非极化基态共存的区域。
2008-06-21 cond-mat.mes-hall
Influence of dislocations in multilayer graphene stacks: A phase field crystal study
本文采用纳入面外变形并经密度泛函理论参数化的PFC模型，研究最多六层石墨烯中5|7位错对应变、层变形、缺陷自由能和应力分布的影响。
2024-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Measuring the Berry phase of graphene from wavefront dislocations in Friedel oscillations
电子能带结构决定了晶体固体的机械、光学和电学性质。因此，它们的实验测定对于技术应用至关重要。虽然通常通过各种技术测量能带中的光谱分布，但更难以获得能带结构（例如Berry相γ）的拓扑性质。通常认为，测量Berry相位需要施加外部电磁力，因为这些电磁力允许在封闭轨道上实现绝热传输，量子机械波函数沿着该轨道拾取Berry相位。在石墨烯中，无质量的相对论电子沿回旋轨道拾取Berry相γ = π，产生反常的量子霍尔效应，证明了Dirac锥的存在。与此相反，我们证明了石墨烯的Berry相可以在没有任何外部磁场的情况下测量。我们观察到边缘位错的Friedel振荡形成的氢原子化学吸附在石墨烯上。继奈和贝瑞在描述这些拓扑缺陷作为相位奇点的复杂领域，我们表明，额外的波前在位错的数量是一个真实的空间测量的赝自旋缠绕，即石墨烯的贝瑞相位。由于电子色散也可以从Friedel振荡中恢复，我们的研究建立了电子密度作为一个强大的可观测量，以确定波函数的色散关系和拓扑性质。这可能对研究固体中相对论和带隙相的能带结构拓扑结构产生深远的影响。
2019-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of Grain Boundaries on Thermal Transport in Graphene
我们使用非平衡格林函数研究了石墨烯中晶界、线缺陷和手性对热输运的影响。在室温下，弹道热导率约为4.2 GW/m^2/K，单个GB或LD的热导率为该值的50-80%。具有碳原子八边形缺陷的LD比具有五边形和七边形缺陷的GB具有更低的热传递。我们将我们的研究结果应用于研究多晶石墨烯的热导率以用于实际应用，并发现当晶粒尺寸小于几百纳米时，GB的类型和尺寸起着重要作用。
2012-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Wavefront-Dislocation Evolution via Quadratic Band Touching Annihilation
Hanyang University（汉阳大学）
研究通过二次能带接触湮灭揭示波前位错演化由赝自旋缠绕主导，而非拓扑电荷。
2026-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spontaneous edge-defect formation and defect-induced conductance suppression in graphene nanoribbons
我们提出了第一性原理研究的边缘缺陷（碳吸附原子和/或空位）的迁移和重组及其对锯齿形石墨烯纳米带（ZGNRs）的电导的影响。研究发现，在室温下，吸附原子在ZGNRs的边缘是相当活跃的，而空位则几乎不活跃。一个adatom-vacancy对的重组导致一个五边形-七边形环缺陷结构具有较低的能量比完美的边缘，这意味着这样的边缘缺陷可以自发形成。这种边缘缺陷可以极大地抑制ZGNR的电导，这为理解所制备的窄GNR的半导体行为提供了一些有用的线索。
2010-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bicrystallography-informed Frenkel-Kontorova model for interlayer dislocations in strained 2D heterostructures
针对扭曲双层石墨烯等二维异质结构，利用Smith标准型双晶学框架推导广义层错能的平移对称性，构建了双晶学信息Frenkel-Kontorova模型，以预测任意二维异质结构中应变孤子和界面位错的形成。
2023-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Origin of the vortex displacement field in twisted bilayer graphene
提出了扭转双层膜系统中原子位移模式的模型描述。该模型是基于几个位错合奏的考虑，采用的语言，被广泛用于晶界和薄膜/基板系统。我们表明，三个合奏的平行螺旋位错是足够的，以描述作为一个整体的层的旋转，并从弹性松弛产生的涡状位移。结果给出了一个清晰的解释所观察到的结构状态的功能，如涡，伴随着交替堆叠。
2020-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropy of the Stone-Wales Defect and Warping of Graphene Nano-ribbons: A First-principles Analysis
与晶体中的位错类似，Stone-Wales（SW）缺陷在$sp^2$键合碳基材料的力学行为中起着重要作用。在这里，我们使用第一性原理计算表明，当这种缺陷存在于石墨烯纳米带的边缘附近时，SW缺陷之间的相互作用中的显著各向异性具有有趣的后果：取决于它们相对于边缘的取向，它们导致压缩或拉伸应力，并且前者负责石墨烯纳米带的凹陷或翘曲。这种弯曲导致缺陷态中电子的离域。
2010-03-01 cond-mat.mes-hall
A graphene inspired electromagnetic superlens
在本文中，我们提出了一个新的范例，以创建超透镜的灵感来自n-pn结的石墨烯。我们表明，通过邻接的n型区域和p型区域与晶体位错，它是可能的，以模仿互补哈密顿的相互作用，并实现亚波长成像。我们介绍了一个有效的系统模型，并表明，它预测完美的透镜传播和倏逝波由于在每个区域之间的界面处的共振模式的激发。这种现象是由于石墨烯“原子”的位错而导致的n-p界面处的非平凡边界条件的结果。我们讨论了实际实现的电子和光子平台，这样的超透镜。使用全波模拟，我们详细研究了基于嵌入在金属中的介质柱的蜂窝阵列的透镜的光子实现的性能。
2022-03-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Reconstruction of Zigzag Graphene Edges: Energetics, Kinetics and Residual Defects
采用从头计算方法研究了锯齿形石墨烯边缘的连续重构。根据所获得的能量分布沿反应途径，第一重建步骤，形成的第一五边形-七边形对，是最慢的，而已经成核的重建边缘域的增长应该稳定地发生在一个更高的速率。只有1/4的情况下，当它们接触时，畴合并成一个，而在其余的情况下，残留缺陷被留下。研究了这些缺陷的结构、能量和磁性。结果表明，在低于1000 K的温度下，完全重构的边缘不可能自发形成成对的残余缺陷（即自发畴成核）.使用的动力学模型，我们表明，平均域长度是几个$\mathrmμ$ m在室温下，它呈指数下降时，增加的温度下发生的重建。
2022-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Aspects of Charge-Carrier Transmission across Grain Boundaries in Graphene
我们系统地研究了载流子在多晶石墨烯中的晶界缺陷的传输通过紧束缚近似下的Landauer-Büttiker形式主义。计算结果表明，在低能量下，当Burger矢量${\mathbf b}=(1,0)$最小时，位错密度降低，透射率受到很强的抑制。所观察到的运输异常解释的角度来看，由于本地化状态的拓扑起源的背散射。这些状态与规范场有关，这些规范场与具有$n-m \neq 3q$（$q \in \mathbb{Z}$）的${\mathbf b}=(n,m)$的所有位错有关。我们的工作确定了一个重要来源的载流子散射所造成的拓扑缺陷存在于大面积石墨烯样品化学气相沉积。
2013-07-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Volkov-Pankratov states in a 2d material: excited states of a structural soliton
我们发现，部分位错，缺陷，自然出现在双层石墨烯，主机的质量反转的Pankratov（VP）状态，在拓扑非平凡接口的激发态的光谱的模拟。与谷陈氏指数变化引起的位错状态相反，这种状态（i）存在于有和没有层间偏压的情况下，即对于金属以及绝缘体，并且（ii）具有不同的电子和空穴束缚态，其数量与位错宽度成比例。最近发现的异质结的3D拓扑绝缘体，他们的存在，在部分位错的2D材料打开了丰富的结构操场，他们的调查，我们证明了位错类型，即螺旋或边缘，以及位错宽度，都发挥了决定性的作用，在创建的拓扑光谱的激发态。
2022-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Conductivity of epitaxial and CVD graphene with correlated line defects
利用含时实空间Kubo-Greenwood方法研究了含相关一维缺陷单层石墨烯的输运性质。这样的缺陷存在于外延石墨烯中，包括由于衬底形态的原子台阶和台阶，并且存在于多晶化学气相沉积（CVD）石墨烯中，由于晶界，由位错的周期性阵列或源自金属衬底的准周期性纳米波纹组成。扩展线缺陷由长程洛伦兹型散射势描述。直流电导率的数值计算不同的情况下分布的线缺陷。这包括随机（不相关）和相关分布，其在线方向上具有主导方向。揭示了沿线缺陷和跨线缺陷的导电性的各向异性，这与SiC上生长的外延石墨烯的实验测量一致。我们对不同缺陷相关性的电导率进行了详细的研究，引入了相关角alpha_max（即任何两条线之间的最大可能角度）。我们发现，对于一个给定的电子密度，完全相关的线缺陷的情况下的导电性的相对增强相比，不相关的情况下，是一个更高的缺陷密度较大。最后，我们研究了实际样品的导电性，其中既有扩展线缺陷，也有点状散射体，如吸附原子和带电杂质。
2014-01-18 cond-mat.mes-hall
Deformation of graphene sheet: Interaction of fermions with phonons
我们构造了一个有效的低能哈密顿量，它描述了费米子居住在一个变形的蜂窝晶格与位错和向错，并与相应的紧束缚模型的任意跳跃参数。它描述了费米子与二维引力场的相互作用，并且具有转动群的局域SU（2）规范不变性。我们将模型重新表述为费米子与晶格变形的相互作用，从而形成声子场。我们计算了费米子流对外部形变或声子场的响应，这是Z_2反常的结果。这可以通过实验检测到。
2020-07-16 cond-mat.mes-hall hep-th
Bulk-Defect Correspondence in Particle-Hole Symmetric Insulators and Semimetals
具有基的晶格可以容纳共享相同拓扑电荷的晶体缺陷（例如~位错的Burgers矢量$\vec b$），但是它们的核心的微观结构不同。我们证明，在绝缘体与粒子-空穴对称性和奇数轨道每个网站，微观细节极大地影响电子结构：修改可以创建或湮灭非平凡的束缚态与相关的分数电荷。我们发现，这一观察是有关的二聚链的末端模式的行为，并讨论如何在这些更复杂的情况下，从拓扑不变量预测的末端或缺陷状态。此外，使用明确的蜂窝晶格的例子，我们解释了束缚态的空缺，位错和向错是如何相互关联的，以及如何在节点半金属，如石墨烯出现类似的功能。
2013-10-28 cond-mat.mes-hall
Growth, charge and thermal transport of flowered graphene
我们报告的结构和传输特性的最小的位错环在石墨烯中，被称为花缺陷。首先，通过先进的实验成像技术，我们推导出花状缺陷是如何形成在化学气相沉积石墨烯的重结晶过程中。我们认为花状缺陷是由动态再结晶后的晶粒形成的凸起机制引起的。接下来，为了评估这些缺陷作为全石墨烯电子器件的可能构建块的使用，我们结合多尺度建模工具来研究具有随机分布的花状缺陷的大型单层石墨烯样品的结构和电子声子输运特性。对于足够大的花密度，我们发现，电子输运强烈抑制，而令人惊讶的是，空穴传输几乎不受影响。这些结果表明，可能的应用花石墨烯的电子能量过滤。对于相同的缺陷密度，声子输运减少了数量级的弹性散射缺陷成为主导。弯曲声子的热传输，石墨烯中的关键，即使在非常低的浓度下也在很大程度上受到抑制。
2020-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-Abelian topological defects and strain mapping in 2D moiré materials
我们提出了一种通用的方法来分析域边界连接的拓扑性质，出现在松弛的莫尔超晶格图案在2维（2D）范德华（vdW）材料的界面。在足够大的莫尔条纹长度，所有的莫尔条纹系统松弛成由位错线网络分开的离散的2D域。二维位错线网络的节点可以看作是涡旋状的拓扑缺陷。我们发现，一个简单的类比常见的拓扑系统与$S^1$序参量，如超导体或平面铁磁体，不能正确地捕捉这些缺陷的拓扑性质。例如，在扭曲的双层石墨烯中，松弛莫尔系统的序参量空间同伦等价于穿孔环面。在这里，2D位错网络的节点可以被表征为穿孔环面的基本群的元素，两个生成元上的自由群，赋予这些网络节点非阿贝尔性质。扩展此分析，考虑从任何相对应变产生的莫尔图案，我们发现，反涡发生在各向异性的异质应变，如剪切或各向异性膨胀的存在下，而涡流阵列下出现扭曲或各向同性膨胀之间的vdW材料。在实验上，利用透射电子显微镜（TEM）的暗场成像能力，我们证明了存在的涡旋和antivortex对形成的莫尔系统中，引起不同类型的异质应变之间的竞争在vdW接口。我们还提出了一种方法来映射的基础heterostrain的莫尔结构从实验的TEM数据，它提供了一个定量之间的关系的各种组件的heterostrain和涡旋反涡旋密度莫尔系统。
2022-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
STM observation of the quantum interference effect in finite-sized graphite
利用STM在两种有限尺寸的石墨烯片上观察到了超周期图案。一种是从高取向热解石墨（HOPG）衬底上倾斜的纳米石墨烯片，另一种是相对于HOPG衬底具有位错网络结构的多层厚石墨烯片。对于前者，面内周期性在倾斜方向上逐渐增加，并且很容易通过在纳米石墨烯片上附着纳米石墨片而改变。振荡模式可以通过限制在倾斜的纳米石墨烯片中的电子波的干涉来解释。对于后者，图案和它们的振幅依赖于偏置电压和从HOPG衬底的平台高度。覆盖层中的扰动波和未扰动波的干涉效应是产生局域态密度随空间变化的斑图的原因。
2004-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
