Electron-optical phonon coupling in suspended bilayer graphene
利用电输运实验和散粒噪声测温技术研究了悬浮双层石墨烯中的电子-声子传热速率。与通过三体超碰撞散射具有热流的单层石墨烯相反,我们发现双层石墨烯中的规则电子-光学声子散射在电子能量$ \gtrsim 0.15$ eV处提供主导散射过程。我们确定这些双层石墨烯的固有热流过程的强度,并找到良好的协议与理论估计时,考虑到区域边缘和区域中心的光学声子。
2014-09-22 cond-mat.mes-hall
Optical and magneto-optical far-infrared properties of bilayer graphene
我们分析了双层石墨烯的光谱特征,确定在这种材料中的低能量和分裂带对的形成。结果表明,在强磁场作用下,双层石墨烯的朗道能级间吸收谱在远红外波段比单层材料的朗道能级间吸收谱更为密集,其最低能量峰的偏振依赖性可以用来测试双层材料在量子霍尔效应下的基态形式.
2007-05-02 cond-mat.mes-hall
Effects of optical and surface polar phonons on the optical conductivity of doped graphene
利用Kubo线性响应理论,研究了石墨烯的本征光学声子和表面极性声子对掺杂石墨烯光学电导率的影响。我们发现,非弹性的电子-声子散射的贡献显着的声子辅助吸收的光学间隙。在室温下,由于强的电子-SPP耦合,这种中间带隙吸收可以大到极性衬底上石墨烯的通用交流电导率的20-25%。此外,中间带隙吸收强烈地依赖于所使用的衬底和掺杂水平。随着温度的升高,中隙吸收增加,而德鲁德峰,另一方面,变得更广泛的非弹性电子-声子散射变得更可能。因此,Drude重量随着温度的升高而降低。
2013-01-21 cond-mat.mes-hall
Dirac electronic states in graphene systems: Optical spectroscopy studies
从光谱学的角度综述了碳的二维同素异形体,如石墨烯及其双层、多层外延石墨烯、少层Bernal堆叠石墨烯以及三维块状石墨的电子性质。注意力集中在这些系统中的准粒子,这被称为无质量或有质量的狄拉克费米子的相对论性质。
2010-04-17 cond-mat.mes-hall
Comment on "Graphene---A rather ordinary nonlinear optical material" [Appl. Phys. Lett. \textbf{104}, 161116 (2014)]
对《应用物理学通讯》一文的评论。104,161116(2014)中所述。
2018-04-25 cond-mat.mes-hall
A study of the nonlinear optical response of the plain graphene and gapped graphene monolayers beyond the Dirac approximation
在这项工作中,我们提出了与二次和三次谐波产生,光学整流和光学克尔效应的平面石墨烯和带隙石墨烯单层的二阶和三阶电导率的数值结果。这里考虑的频率范围从微波到光谱的紫外线部分,后者还没有被研究过。这些计算在速度计中进行,并直接处理电导率张量的分量。在速度规范中,辐射场由矢量势中的幂级数表示,我们讨论了在紧束缚模型的背景下计算其系数的一种非常有效的方法。
2020-02-04 cond-mat.mes-hall
Tuning Optical Conductivity of Large-Scale CVD Graphene by Strain Engineering
应变工程最近被认为是一种有效的方式来定制石墨烯的电性能。在光学领域,诸如应变诱导的各向异性吸收等效应为石墨烯增加了吸引人的功能,为原子级薄光学元件开辟了前景。事实上,石墨烯目前是可弯曲,薄和便携式电子显示器的强烈驱动力中的显着参与者之一,其中其固有的金属,光学透明和机械坚固的性质是主要优势。考虑到石墨烯单层的固有透明度为97.7%,任何小的、可再现的、可控的和潜在可逆的透明度调制都可能对石墨烯作为可行的透明导电电极产生重大影响。如果调制的程度是偏振相关的,则更是如此。在这里,我们表明,在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)衬底上预应变的石墨烯在可见光范围内的透明度表现出作为偏振方向的函数的周期性调制(0.1%),我们将其解释为应变诱导的光学各向异性。各向异性的程度是不同的可逆的外部操纵的水平的预应变。通过光吸收和拉曼光谱独立地监测应变的大小,并且实验观察结果与石墨烯的电子色散中的应变引起的变化所产生的石墨烯的光学电导率的理论预期的修改是一致的。在这项研究中所展示的石墨烯的光学响应的应变灵敏度可以潜在地用于新型超薄光学器件和应变传感应用。
2013-12-29 cond-mat.mes-hall
Magneto-optical properties of multilayer graphenes
对石墨烯多层膜的磁光吸收特性进行了理论研究。结果表明,光谱可以被分解成子组件有效地相同的单层或双层石墨烯,使我们能够系统地了解光谱的层数的函数。奇数层石墨烯总是表现出与sqrt(B)成比例地偏移的吸收峰,其中B是磁场,这是由于有效单层样子带的存在。我们提出了一种可能性,即使在混合物中的多层石墨烯薄膜与各种层数观察的单层光谱。
2008-03-20 cond-mat.mes-hall
Microscopic mechanism for transient population inversion and optical gain in graphene
Li等人最近报道了石墨烯中的瞬态飞秒粒子数反转,物理修订版信函108,167401(2012)中所述。基于微观理论,我们澄清了潜在的微观机制:瞬态增益和人口反转发生在石墨烯由于强的光泵浦和载流子冷却,填充状态接近狄拉克点引起的弛豫瓶颈的复杂的相互作用。随后的飞秒衰减的光学增益主要是由库仑诱导的俄歇复合。
2012-09-21 cond-mat.mes-hall
Optical properties of hydrogenated graphene superlattices
University of Rome Tor Vergata(罗马托尔维加塔大学);Belarusian State University(白俄罗斯国立大学)
通过第一性原理计算,研究选择性氢化形成的石墨烯超晶格中准金属与介电区域交替结构,发现其可产生远红外乃至太赫兹频段的强且孤立的激子吸收峰。
2026-09-24 cond-mat.mes-hall
Optical Kerr Effect in Graphene: Theoretical Analysis of the Optical Heterodyne Detection Technique
石墨烯是一种原子级薄的二维材料,表现出强的光学非线性,包括谐波产生,四波混频,克尔和其他非线性效应。本文从理论上分析了测量二维晶体光学克尔效应的光外差探测技术,并说明了如何将这种实验中测得的量与二维晶体的三阶电导率张量$σ^{(3)}_{αβγδ}(ω_1,ω_2,ω_3)$的分量联系起来。使用最近开发的石墨烯的三阶非线性电动力学响应的量子理论的结果,我们分析了该材料的OHD-OKE响应的频率、载流子密度、温度和其他依赖性。我们比较我们的结果与最近的OHD-OKE实验在石墨烯和发现良好的理论和实验之间的协议。
2018-04-25 cond-mat.mes-hall
Faraday effect optical sensing of single-molecules by graphene-based layered structures
最近,当气体分子被吸附到石墨烯表面时,石墨烯的能带隙的调制已被证明是可能的。受此启发,基于数值计算,我们研究了石墨烯光谱中的相关带隙开口对一维光子石墨烯传感器中线性偏振电磁模式的法拉第旋转(FR)传感特性的影响,该传感器具有由两个石墨烯层覆盖的微腔缺陷通道。我们提出的模型引入了一种光学无接触机制,用于检测附着在石墨烯表面的低浓度分子。我们还表明,FR角可以揭示不同数量的表面转移掺杂的反转迹象。
2021-11-19 cond-mat.mes-hall
Screening effect on the optical absorption in graphene and metallic monolayers
屏蔽是固体物理学的基本概念之一。它对石墨烯的电子性质有很大的影响,尽管带电杂质的浓度很大,但仍观察到巨大的迁移率。虽然静态屏蔽已经成功地解释了直流迁移率,屏蔽性能可以显着改变红外或光学频率。在本文中,我们讨论了动态屏蔽对石墨烯和其他二维电子系统(如金属单分子膜)的光吸收的影响。这项研究的动机是最近的实验结果指出,石墨烯等离子体激元线宽和光学散射率可以远远大于由直流迁移率确定的散射率。具体地,我们讨论了一个过程,其中入射在石墨烯平面上的光子可以通过从衬底的杂质或表面光学声子散射来激发等离子体激元。
2014-03-17 cond-mat.mes-hall
Anisotropic optical conductivity and electron-hole asymmetry in doped monolayer graphene in the presence of the Rashba coupling
在这项研究中,取代掺杂的石墨烯的光学电导率的存在下的Rashba自旋轨道耦合(RSOC)进行了研究。在相干势近似(CPA)下进行了计算.目前的研究结果表明,增加RSOC强度的光学电导率增加。同时,我们还观察到能带能量的各向异性导致了单层石墨烯的各向异性光学电导率(AOC)。这种各向异性电导率的符号和幅度被证明是由外部场频率控制。研究还表明,Rashba相互作用导致单层石墨烯中的电子-空穴不对称性。
2013-11-28 cond-mat.mes-hall
Nonlinear quantum optical properties of graphene: the role of chirality and symmetry
我们提出了石墨烯线性和非线性光学响应的半经典理论。重点放在石墨烯的非线性光学响应的基本手征对称性的观点。在低能极限,简并点附近的布洛赫准粒子主要是手征的。它是第一次表明,这种手征行为与周围的狄拉克点的石墨烯的尺度不变性的结果在强的非线性光学响应。基于半导体布洛赫方程(SBE),导出了线性和非线性电导率张量的显式表达式。线性项与Kubo公式的结果一致。石墨烯的非线性光学响应主要有三种加性机制:纯带内、纯带间以及它们之间的相互作用。对于每一个贡献,一个明确的响应函数。研究了石墨烯的克尔型非线性,证明了石墨烯的克尔非线性系数比许多已知的半导体高几个数量级。此外,石墨烯的非线性折射率也可以通过施加栅极电压来调节和增强。
2015-07-29 cond-mat.mes-hall
Anomalous Non-linear Optical Response Of Graphene Near Phonon Resonances
本文利用相干反斯托克斯拉曼光谱研究了石墨烯、六方氮化硼及其异质结构的三阶非线性光学性质。当两个输入场的能量差与声子能量相匹配时,如通常所预期的,h-BN中的反斯托克斯发射强度增强,而对于石墨烯,观察到异常降低。这种行为可以用电子连续谱和离散声子态之间的q耦合来理解。我们还测量了石墨烯/h-BN异质结构,并证明石墨烯中的异常效应主导异质结构的光学响应。
2017-01-31 cond-mat.mes-hall
Ab initio investigation of optical properties in triangular graphene - boron nitride core-shell nanostructures
采用密度泛函理论计算了具有三角形截面的原子级核壳结构石墨烯-氮化硼纳米片的光学性质。光学性质可以通过使用不同尺寸和比例的核-壳材料来调节。指出了非偏振光在不同光矢方向上的吸收所表现出的各向异性效应。
2014-12-23 cond-mat.mes-hall
Optical Absorption Spectra of Electrically Gated Bilayer Graphene
采用第一性原理方法研究了双层石墨烯的电子结构和光学响应。当外加电场小于1.5 V/nm时,我们得到了与实验符合较好的感生带隙。在单粒子激发图像内计算了红外吸收率,并给出了其精细结构。此外,计算出的红外吸光率强烈依赖于双层石墨烯的堆叠方式和入射光的偏振方向,这为实验中识别电场强度和堆叠方式提供了有效的方法。最后讨论了多电子效应。
2010-04-01 cond-mat.mes-hall
Constructing a nanoscale optical polarizer with a graphene stack
二维石墨烯层表现出许多迷人的特性,这些特性已经成为应用研究的热点,旨在构建创新的电子设备。在这里,我们从理论上证明,当载流子速度沿一个方向被约束时,单原子石墨烯层表现出二向色性。沿载流子运动偏振的光的一部分$2πα$被吸收,而垂直于该方向偏振的光不被吸收。因此,其载流子速度沿一个方向被约束的二维石墨烯层的堆叠(诸如经受合适的栅极电压的堆叠)能够通过选择性吸收将光反射到期望的程度。这些发现为即将到来的石墨烯纳米器件中的内置可控光学偏振器铺平了道路。
2018-05-27 cond-mat.mes-hall
Optical Properties of Chiral Graphene Nanoribbons: a First Principal Study
本文采用密度泛函理论计算方法研究了手性石墨烯纳米带的纵向和横向偏振光学性质。已经表明,之前报道的扶手椅和锯齿形石墨烯纳米带的选择规则不再有效,这是由于这些新类别的石墨烯纳米带的对称性破缺。然而,边缘态仍然在光吸收中起关键作用。结果表明,在相同的能量范围内,入射光的偏振态不同,吸收峰也不同。研究还表明,光的吸收对光偏振边缘和方向上的手征矢量敏感。由于手性石墨烯纳米带的对称性破缺,吸收峰发生了变化,吸收峰位于1000 nm附近,这为石墨烯纳米带在光电子器件方面的应用带来了新的潜力。
2012-05-19 cond-mat.mes-hall
Terahertz modulated optical sideband generation in graphene
石墨烯的光学非线性响应的探索主要依赖于超短时域测量。在这里,我们提出了一种替代技术,该技术使用频率调制的连续波前光场,从而探测石墨烯的稳态非线性响应。我们预测频率边带产生的反射场,起源于相干电子动力学的光激发载流子。用于最佳边带产生的输入强度的相应阈值提供了石墨烯中三阶光学非线性的直接测量。我们的配方产生的边带强度的解析形式,是适用于通用的两个波段的系统,并提出了一系列的应用,包括使用非线性相移和生成频率梳的频率边带的切换。
2019-03-04 cond-mat.mes-hall
Misoriented bilayer graphene in a magnetic field: Optical transitions at commensurate angles
具有相称角的错取向双层石墨烯显示出独特的磁光性质。这种系统的光吸收光谱强烈地依赖于旋转角度。对于一般的公度扭转角,吸收光谱具有简单的单峰结构。然而,我们的研究表明,有一些特殊的角度,旋转双层膜的吸收光谱表现出良好的多峰结构。这些角度对应于旋转的石墨烯相对于亚晶格交换的偶对称性。因此,磁谱可以是一个潜在的有用的计划,以确定扭转角。
2011-02-28 cond-mat.mes-hall
Asymmetry-enriched electronic and optical properties of bilayer graphene
研究了几何调制和栅压对Bernal双层石墨烯的电学和光学响应。亚晶格中的对称性破缺、垂直于畴壁和面外轴的一维周期性导致了波函数的显著变化,如无隙拓扑保护态、具有成键和反键特性的驻波、态密度和光谱的丰富结构。波函数在纯系统中表现出良好的驻波,在几何调制系统中表现出复杂的节点结构。光吸收光谱显示出禁戒的光激发通道,突出的非对称吸收峰,和吸收结构的显着变化。这些结果提供了具有可调栅极电压的几何调制结构可以用于未来基于石墨烯的器件中的电子和光学操纵。
2018-06-12 cond-mat.mes-hall
Optical trapping of electrons in graphene
我们提出了一个实验友好的方案,用于捕获石墨烯中的准相对论电子的电磁束具有圆偏振和空间不均匀的轮廓与强度下降。这种俘获是由于俘获区外的带隙开口效应而实现的。所提出的机制允许石墨烯中的非侵入性电子约束,而不需要样品的化学图案化或金属栅极的应用。
2017-11-20 cond-mat.mes-hall
Optical Properties of Strained Graphene
在Kubo-Greenwood理论框架内研究了单轴应变石墨烯的光学电导率。聚焦于带间吸收,我们分析和量化了在光谱的可见光区域中的通用透明性的击穿,并且解析地表征了作为应变和偏振的函数的透明性。测量作为入射偏振的函数的透射率直接反映应变的大小和方向。此外,方向相关的选择规则允许识别的晶格取向,通过监测的范霍夫转换。石墨烯中的这些光弹性效应可以朝向原子级薄的宽带光学元件进行探索。
2010-12-01 cond-mat.mes-hall
Optical bistability of graphene in the terahertz range
我们利用弛豫时间玻尔兹曼方程在均匀交流电场中的精确解来描述石墨烯在太赫兹(THz)波段的非线性光学响应。单层,双层和ABA堆叠的三层石墨烯的情况下,被认为是最合适的单层物种利用非线性自由电子响应。我们发现,单层石墨烯的单层显示在太赫兹范围内的光学双稳态,在实践中可达到的电磁功率范围内。还计算了与三次谐波产生相关的电流。
2014-09-02 cond-mat.mes-hall
Excitonic effects in the optical conductivity of gated graphene
我们研究了电子-电子相互作用的影响下施加偏压的石墨烯的光学电导率,并推导出一个概括的艾略特公式,通常用于半导体,光强度。我们表明,{ \it激子共振}是负责的实验测量的中红外响应的石墨烯,如增加的电导率超过“通用”值以上的费米阻断制度,在阈值处的吸收加宽,并在较高的频率下的光学电导率的降低的几个功能。我们的结果也符合{ \it ab initio}计算的中性制度。
2010-07-05 cond-mat.mes-hall
Low frequency optical conductivity in graphene and in other scale-invariant two-band systems
我们研究了非相互作用电子系统的光学跃迁,该系统由两个在费米能级处相互接触的对称能带组成(例如半填充的石墨烯)。使用Kubo公式在零温度下获得光学电导率。我们发现,粒子的赝自旋方向是完全由其动量的方向,光学电导率具有幂律频率依赖性的指数$(d-2)/z$其中$d$是系统的尺寸和$z$是动力学指数。根据我们的结果,具有上述赝自旋特性的二维系统总是表现出与频率无关的光学电导率。
2013-02-07 cond-mat.mes-hall
Coherent nonlinear optical response of graphene in the quantum Hall regime
我们研究了石墨烯在量子霍尔机制下对强激光脉冲的非线性光学响应。特别地,我们考虑谐波产生过程。我们证明了石墨烯的广义磁光电导率在强泵浦激光辐射的谐波上具有特征霍尔平台特征。平台的高度取决于激光强度和朗道能级的展宽,因此不能精确地量子化。这种非线性效应对朗道能级的显着加宽仍然是鲁棒的。通过对三次谐波信号和非线性法拉第效应的观测,我们预测了实验的实现,这是在实验的可行性。
2016-10-31 cond-mat.mes-hall
Electronic spectrum and optical properties of Y-shaped Kekule-patterned graphene: Band nesting resonance as an optical signature
利用紧束缚模型研究了均匀Y型凯库勒晶格畸变对石墨烯电子光谱和光学电导率的影响。我们推导出一个低能量的有效哈密顿量,这被发现是在良好的协议与一个计算从对角化的完整的紧束缚哈密顿量。然后利用低能哈密顿量和Kubo公式,得到了电导率实部的解析表达式,详细讨论了化学势、温度以及在站和跳跃能量偏差对电导率的影响。特别是,我们发现在有限化学势下的Y形Kekue图案石墨烯显示出称为带嵌套共振的大光学响应。这种效果被证明是强大的,对温度的增加,促进其检测作为光学签名的Y形凯库勒失真,即使在室温下。
2022-12-01 cond-mat.mes-hall
A Comparative Study of Substrates Disorder on Mobility in the Graphene Nanoribbon: Charged Impurity, Surface Optical Phonon, Surface Roughness
基底对石墨烯电子性质的影响尚不清楚。许多理论和实验的努力已经做了澄清这种差异。本文研究了衬底无序情况下扶手椅型石墨烯纳米带(AGNR)中的电子输运性质。研究了衬底的三种主要无序:表面粗糙度、带电杂质和表面光学声子。采用非平衡格林函数和紧束缚模型研究了石墨烯纳米带的电子性质。这些障碍的影响分别进行了研究,最后,他们的影响进行比较,以确定散射的主导来源。
2019-10-14 cond-mat.mes-hall
Strong coupling in the far-infrared between graphene plasmons and the surface optical phonons of silicon dioxide
我们研究了静电门控的二氧化硅衬底上的石墨烯纳米带的等离子体共振。吸收光谱测量中,远红外和揭示多个峰值,与宽度依赖的共振频率。我们计算内的随机相位近似的介电函数,并表明,所观察到的光谱可以解释由表面等离子体声子极化激元模式,这是从耦合的石墨烯等离子体到三个表面光学声子模式在二氧化硅中产生的。
2014-05-29 cond-mat.mes-hall
Optical properties of graphene antidot lattices
未掺杂的石墨烯是半金属的,因此不适用于许多需要带隙半导体材料的电子和光电应用。然而,孔的周期性阵列(反点晶格)使得石墨烯具有可控带隙的半导体性。使用原子模型,我们证明了这种人工纳米材料是一个偶极允许的直接带隙半导体具有非常明显的光学吸收边。因此,光学红外光谱应该是一个理想的探针的电子结构。为了解决现实的实验情况下,我们包括由于无序和基板的存在下,在分析的影响。
2008-06-02 cond-mat.mes-hall
Chiral correlation of drag currents inducing optical activity of twisted bilayer graphene
研究了扭曲双层石墨烯的旋光性和量子输运机制。用有效连续介质模型研究了双层体系中唯一电子态的形成。这种状态被示出为支持在两个石墨烯层中的电子的横向运动的相关性。由于原子晶格的手征结构,这种阻力关联的贡献不完全抵消,从而导致光学电导张量的阻力项。我们表明,电导率的阻力项是空间色散的表现。我们展示了如何分析和计算的电导率张量,管理系统的旋光性的组件。还计算了扭曲双层石墨烯系统的直流电导率。它表明存在一个量子电导率值$\propto e^2/h$在本征费米能。
2022-05-25 cond-mat.mes-hall
Graphene as a Novel Single Photon Counting Optical and IR Photodetector
双层石墨烯具有许多独特的光电特性,包括可调的带隙,这使得开发新的和更有效的光学和纳米电子器件成为可能。我们已经开发了一个蒙特卡罗模拟的单光子计数光电探测器纳入双层石墨烯。我们的研究结果表明,从概念上讲,从双层石墨烯制造单光子计数光电探测器(具有颜色灵敏度)用于光学和红外波长是可行的。我们的概念利用了与双层石墨烯方法相关的高载流子迁移率和可调带隙。这允许在低温温度范围内的低噪声操作,从而降低了制冷剂的成本,同时在分辨率和操作温度之间进行权衡。这项理论研究的结果现在使我们能够在光学和红外波长下制造原型光子计数器,这可能在某些科学研究应用中具有突破性的潜力。
2015-07-16 cond-mat.mes-hall
Features due to spin-orbit coupling in the optical conductivity of single-layer graphene
我们已经计算了一个无序的单石墨烯片的自旋轨道耦合的存在下,使用Kubo形式主义的光学电导率。内在的和结构反转不对称诱导的自旋分裂类型被认为是在一个低能量连续理论。分析结果,使我们能够识别所产生的自旋轨道耦合的不同功能。我们指出如何光导测量可以提供一种方法来确定由于石墨烯的各种起源的自旋分裂的强度。
2009-12-29 cond-mat.mes-hall
Effects of long-range disorder and electronic interactions on the optical properties of graphene quantum dots
我们从理论上研究了长程无序和电子-电子相互作用对由多达10806个原子组成的六角扶手椅型石墨烯量子点光学性质的影响。使用紧束缚,平均场Hubbard和配置相互作用方法的组合进行数值计算。石墨烯量子点中的缺陷被建模为长程随机势场,从而产生电子-空穴水坑。我们发现,当电子-空穴水坑存在时,紧束缚方法给出的低能吸收谱的平均场和组态相互作用的计算结果相比,一个穷人的描述。随着石墨烯量子点尺寸的增大,在吸收光谱中可以观察到普遍的光学电导率极限。当存在无序时,计算的吸收光谱接近孤立单层石墨烯片的实验结果。
2017-02-05 cond-mat.mes-hall
Optical and transport gaps in gated bilayer graphene
我们讨论了在光学和输运实验中,无序对双层石墨烯带隙测量的影响。通过计算的光学电导率和状态的密度,在无序的存在下,使用一个微观模型,我们表明,与运输实验的间隙小于与光学实验。本征双层石墨烯具有光学电导率,其中与带间跃迁相关联的峰的能量对于无序是非常稳健的,并且因此提供带隙的估计。相比之下,从非本征双层石墨烯的光学电导率提取带隙对于由于过渡峰的模糊性而导致的显著水平的无序几乎是不可能的。态密度包含了在传输实验中测量的带隙的上限,而无序具有减小这种带隙的效果,这解释了为什么这些实验到目前为止无法复制光学测量中看到的大带隙。
2011-07-22 cond-mat.mes-hall
Large contrast enhancement of graphene monolayers by angle detection
通过光学检查鉴定剥离的石墨烯单层。为了提高单层膜的检测性能,我们研究了90 nm SiO $_2$ /Si衬底上石墨烯的光学对比度随角度的变化关系。我们观察到通过改变偏振和光入射角的石墨烯的可见性的显着增强。该方法可用于检测新衬底设计上的石墨烯,例如基于GaAs/AlAs的材料,其具有更清洁的表面。
2009-06-22 cond-mat.mes-hall
Reversible optical doping of graphene
石墨烯单层提供的最终表面暴露使其成为理想的传感器平台,但也使其固有特性暴露于任何环境扰动。在这项工作中,我们证明了剥离的SiO $_2$ /Si衬底上的石墨烯的电荷载流子密度可以精细和可逆地调整之间的电子和空穴掺杂与可见光子。这种光致掺杂发生在中等激光功率条件下,但受到基板清洁方法的显著影响。特别地,发现需要亲水性基底并且在悬浮的石墨烯中消失。这些发现表明,可以设想以亚秒时间尺度操作的光学门控石墨烯设备,但拉曼光谱并不总是像通常假设的那样是非侵入性的。
2013-04-16 cond-mat.mes-hall
Faraday rotation effect in periodic graphene structure
我们报道了周期性石墨烯片结构中的磁光旋转效应。由于石墨烯中载流子的无质量,磁响应非常灵敏,因此磁光旋转效应非常显著。我们预测,在红外区域,周期性石墨烯片结构的费尔德常数大约是稀土掺杂磁光玻璃的10-100倍。
2012-11-16 cond-mat.mes-hall
Optical spin injection in graphene with Rashba spin-orbit interaction
我们计算了单层石墨烯在Rashba自旋轨道耦合和面内磁场作用下的红外光自旋注入效率。在对应于Rashba分裂的光子频率范围内的注入率被示出为与塞曼分裂和Rashba分裂的比率成比例。结果,对于实验上可获得的自旋-轨道耦合值和低于10特斯拉的磁场,可以可控地实现大的自旋极化。
2014-03-24 cond-mat.mes-hall
Comment on arXiv:0709.3700 "Orientation dependence of the optical spectra in graphene at high frequencies"
Zhang等人在[Phys.Rev.B77,241402(R)(2008)]中报道了在紧束缚模型内采用Kubo公式的单层石墨烯的光谱的理论研究。他们的计算预测,在高频下,石墨烯的光学电导率变得强烈各向异性。特别是,在频率相当的能量分离的上部和下部带在$Γ$点,光学电导率被强烈抑制,如果场偏振是沿着锯齿形方向,而它是显着高的扶手椅一个。我们发现,不幸的是,这个结果只是一个不正确的确定当前运营商在k空间的后果。在这里,我们提出了标准的计划,以获得该运营商正确。结果表明,单层石墨烯的光学电导率确实是各向同性的,这与文献中的其他(理论和实验)研究结果一致。
2016-06-08 cond-mat.mes-hall
Light-matter interaction in a microcavity-controlled graphene transistor
石墨烯具有非凡的电子和光学特性,在光子学和光电子学方面具有很大的应用前景。包括高速光电探测器、光调制器、等离子体激元器件和超快激光器在内的演示现已报道。更先进的器件概念将涉及光子元件,如腔体,以控制石墨烯中的光-物质相互作用。在这里,我们报告的第一个单片集成的石墨烯晶体管和平面,光学微腔。我们发现,微腔诱导的光限制控制的效率和光谱选择的光电流产生的集成石墨烯器件。证明了光电流的二十倍增强。光学腔还决定了石墨烯的电激发热辐射的光谱特性。最有趣的是,我们发现腔限制修改集成石墨烯晶体管的电输运特性。我们的实验方法开辟了一条通往纳米尺度上的腔量子电动力学的路线,石墨烯作为原子厚度的载流腔内介质。
2012-06-25 cond-mat.mes-hall
The optical conductivity of graphene in the visible region of the spectrum
我们计算石墨烯的光学电导率超出通常的狄拉克锥近似,给出的结果是有效的,在可见光区的电导率光谱。最后讨论了次近邻希望算法的效果。利用光学电导率的完整表达式,给出了透射系数和反射系数。我们发现,即使在光学制度的狄拉克锥近似的修正是令人惊讶的小(百分之几)。我们的结果有助于解释Nair { \it et al.}报道的实验结果。[Science { \bf 320},1308(2008)]。
2008-08-27 cond-mat.mes-hall
Tunable dichroism and optical absorption of graphene by strain engineering
本文从理论上研究了线偏振光垂直入射时,在应变石墨烯单分子层分隔的两种介质之间的透射率。我们解析表征的程度的二向色性和石墨烯的透明度作为一个任意的均匀应变和入射偏振的函数。我们讨论了如何测量的二向色性和透明度为两个不同的偏振方向可以用来确定的大小和方向的应变。我们的研究结果是非常有用的工具,可以通过机械应变来调整石墨烯的吸收,以及设计纳米器件来确定材料中的裂纹扩展。
2017-01-29 cond-mat.mes-hall
Optical signatures of nonlocal plasmons in graphene
该研究通过亚波长介质光栅耦合的光学散射模型,结合RPA非局域电导率,揭示了石墨烯等离激元在大q、小周期和低温条件下可观测的非局域效应。
2016-10-13 cond-mat.mes-hall
Feasibility of terahertz lasing in optically pumped epitaxial multiple graphene layer structures
在SiC衬底上采用光泵浦的多层石墨烯(MGL)结构作为太赫兹(THz)和远红外(FIR)激光器的有源区.的MGL结构的动态电导率计算作为信号频率,GL的数量,和光泵浦强度的函数。利用光泵MGL结构,由于高效率,可以在室温下实现频率约为1THz的激光。
2009-08-18 cond-mat.mes-hall
Ultrafast optical currents in gapped graphene
从理论上研究了超短光脉冲与带隙石墨烯的相互作用。这种强脉冲导致在脉冲期间和脉冲之后的有限导带布居和相应的电流。由于带间隙的石墨烯具有破缺的反转对称性,因此其具有关于$y$轴的轴对称性,但不具有关于$x$轴的轴对称性。我们表明,在这种情况下,如果线性脉冲沿$x$轴极化,整流电流产生的$y$方向。同时,倒易空间中的导带布居分布关于$x$轴对称。因此,带隙石墨烯中的整流电流具有带间起源,而带内对整流电流的贡献为零。
2019-08-23 cond-mat.mes-hall
Excitonic Effects in the Optical Spectra of Graphene Nanoribbons
本文采用第一性原理计算方法研究了扶手椅型石墨烯纳米带的光学性质。AGNR的降低的维数引起亮激子态和暗激子态的增强的电子-空穴结合能(对于宽度w ~ 1.2 nm的GNR为0.8-1.4 eV),并且由于振子强度从连续跃迁到激子态的几乎完全转移而显著改变光谱。三个不同的家庭的AGNRs的激子的特性进行了比较和讨论。本文发现的增强激子效应预计在石墨烯基纳米结构的光电子应用中具有重要意义。
2007-07-20 cond-mat.mes-hall
Intrinsic and extrinsic effects on intraband optical conductivity of hot carriers in photoexcited graphene
基于半经典玻尔兹曼输运方程(BTE),对光激发石墨烯中准平衡态热载流子的带内光学电导进行了数值研究,旨在了解石墨烯-衬底界面处带电杂质引起的本征光学声子和非本征库仑散射的影响.而不是使用完整的BTE解决方案,我们采用迭代解决方案的BTE和全面的模型的时间演变的热载流子温度和热光学声子职业,以减少计算成本。未掺杂的石墨烯由于热激发载流子的增加和带电杂质散射的减少而表现出大的正光电导。具有高浓度带电杂质的未掺杂石墨烯中的光电导的频率依赖性显著偏离在简单Drude模型中观察到的那些,这可以归因于在热载流子冷却过程中的太赫兹(THz)探测期间随时间变化的带电杂质散射。重掺杂的石墨烯表现出类似于Drude模型的小的负光电导性。在这种情况下,带电杂质散射基本上被抑制的载流子屏蔽效应,和温度依赖性的德鲁德重量和光学声子散射支配的负光电导。在轻掺杂的石墨烯中,负和正光电导的出现取决于频率,并且从负光电导到正光电导的交叉从增加带电杂质浓度出现。这表明主要的散射机制从光学声子到带电杂质的变化。我们的方法提供了一个定量的了解非德鲁德行为和时间演变的光电导石墨烯。
2021-01-15 cond-mat.mes-hall
Faraday effect in graphene enclosed in an optical cavity and the equation of motion method for the study of magneto-optical transport in solids
我们表明,通过封闭在光学腔中的石墨烯,在红外区产生巨大的法拉第旋转,并在可见光范围内可测量的法拉第旋转角成为可能。给出了相关制度下法拉第旋转角的霍尔阶跃的显式表达式。在这个问题的背景下,我们开发了一个运动方程(EOM)方法计算金属和半导体的磁光性质。结果表明,适当的正则化EOM解决方案是完全等价的Kubo公式。
2012-01-06 cond-mat.mes-hall
Electron and optical phonon temperatures in electrically biased graphene
我们研究了电偏压石墨烯通道中的固有能量耗散步骤。通过结合原位测量的自发光发射的电流流动的条件下的石墨烯样品的拉曼光谱研究,我们获得的电子和声子的能量分布的独立信息。有助于光发射的电子和空穴被发现服从热分布,在电流饱和制度的温度超过1500 K。区心光学声子也被高度激发,并被发现与电子处于平衡状态。对于一个给定的光学声子温度,拉曼G-模式的非谐下移小于预期的平衡条件下,这表明电子和高能光学声子没有完全平衡的所有的声子模式。
2010-03-31 cond-mat.mes-hall
Orientation dependence of the optical spectra in graphene at high frequencies
基于Kubo公式,我们评估了石墨烯片的光学电导率。给出了电导率随频率和温度变化的全过程。我们表明,在高频率下,电导率的各向异性可以显着增强。光子吸收依赖于场的偏振方向。在与上下带最大间距相当的频率下,如果场的极化沿Z字形方向,则光子诱导的电子传导被强烈抑制。相应的光传导率比光沿扶手椅方向偏振时弱几个数量级。我们建议,在石墨烯中的吸收的取向选择的属性可以被用作高频部分偏振器的基础。
2007-09-25 cond-mat.mes-hall