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
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
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
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
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
Semi-massless fermions tunneling through a gate barrier in graphene
在强烈变形的石墨烯的情况下，在临界变形时，无间隙石墨烯可以转变为有间隙石墨烯。我们发现，像半无质量的费米子一样，变形石墨烯中的电子在临界点处模仿无质量费米子在一个方向上的分散，而大质量费米子在另一个方向上的分散。我们预测的色散公式是以前预测的公式的推广。粒子状半无质量费米子隧穿栅势垒的行为与原始石墨烯中（纯）无质量费米子隧穿栅势垒的行为进行了对比。这是由于在临界变形时，无质量和有质量颗粒弥散的组合效应。
2010-09-26 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
Controlling the energy gap of graphene by Fermi velocity engineering
利用有效类狄拉克哈密顿量研究了具有周期性费米速度调制的单层石墨烯的电子结构。在无带隙石墨烯或具有恒定能隙的石墨烯中，如预期的那样，费米速度的调制仅改变能量和磁矩之间的色散，使能带变窄或比通常的石墨烯更窄，这取决于如何调制费米速度并且能隙保持相同。然而，利用调制的能隙，可以通过费米速度工程来控制石墨烯的能隙。这是基于一个非常简单的想法，到目前为止还没有报道过。研究结果为石墨烯能隙的控制提供了一种新的方法，可用于石墨烯基器件的制备。
2014-12-01 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
Dirac Fermion kinetics in three-dimensionally curved graphene
具有从25 nm到1000 nm的宽范围曲率半径的三维弯曲石墨烯表明，纳米级曲率是通过在3D弯曲表面上操纵2D电子动力学来调节石墨烯的输运性质的新的自由度。
2020-10-09 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
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
Effects of Fermi velocity engineering in magnetic graphene superlattices
本文从理论上研究了费米速度调制对磁性石墨烯超晶格的电子和输运性质的影响。我们求解了具有位置相关矢量势和费米速度的石墨烯的有效Dirac方程，并使用传输矩阵方法得到了有限情况下的透射系数和周期性超晶格的色散关系。我们的研究结果表明，费米速度调制可以控制透射率的共振峰，也可以作为开关，打开/关闭通过磁势垒的传输。所得结果可用于石墨烯基电子器件的制备。
2020-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Superpolarized Electron-Hole Liquid and Multiferroicity in Multilayer Graphene
本文提出超极化电子-空穴液体理论，解释菱形五层石墨烯中的多铁性，并揭示电位移场和弱磁场可独立调控谷极化与轨道磁化，将大磁电效应归因于带边Berry曲率。
2024-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fermi Velocity Modulation in Graphene by Strain Engineering
利用全势密度泛函理论（DFT）计算，我们发现石墨烯中电子和空穴的费米速度存在微小的不对称性。这些费米速度值和它们的平均值被发现减少与增加面内均匀双轴应变;费米速度的变化是二次应变。这些结果可以通过Landau能级谱和双轴应变石墨烯的量子电容测量得到验证，有望在石墨烯基应变电子学和柔性电子学中得到潜在的应用。
2013-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Perfect Reflection of Chiral Fermions in Gated Graphene Nanoribbons
我们描述了通过门控金属石墨烯纳米带使用非平衡格林函数方法的理论研究的结果。虽然与量子场论的类比预测完美的传输手征费米子通过门控区在一维，我们发现\emph{perfect reflection}的手征费米子在扶手椅带的特定配置的门。这种效应应该可以在由带电碳纳米管门控的窄石墨烯收缩中测量。
2009-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High Van Hove singularity extension and Fermi velocity increase in epitaxial graphene functionalized by gold clusters intercalation
在缓冲层和SiC（0001）上的外延石墨烯的石墨烯单层之间的金嵌入导致簇的准独立小聚集体的形成。角分辨光电子能谱测量表明，这些簇保留了石墨烯准粒子的线性分散，并令人惊讶地增加了它们的费米速度。它们还通过没有电荷转移的强延伸强烈地修改了范霍夫奇点（VH）周围的石墨烯的能带结构。这一结果提供了一个新的洞察的作用，嵌入剂在重整化的裸电子能带结构的石墨烯通常观察到的石墨和石墨烯层间化合物。
2012-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Linear Response and the Thomas-Fermi Approximation in Undoped Graphene
我们分析了托马斯费米理论的有效性范围描述的电荷密度调制引起的外部电位在中性石墨烯。我们比较精确的结果从紧束缚计算与线性响应理论和托马斯费米近似。对于实验上感兴趣的尺寸和密度振幅范围（电子密度小于$\sim 10 ^{11} cm ^{-2}$，空间长度尺度小于$\sim 20 nm$），线性响应比托马斯费米理论精确得多。
2009-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dirac Fermion in Strongly-Bound Graphene Systems
非常希望将石墨烯集成到现有的半导体技术中，其中组合的系统是热稳定的，但在费米能级处保持狄拉克锥。第一性原理计算表明，某种过渡金属（TM）插层石墨烯/SiC（0001），如强结合石墨烯/插层Mn/SiC，可能是这样一个体系。与自支撑石墨烯不同，石墨烯与Mn/SiC之间的杂化导致形成主要具有TM d特征的色散狄拉克锥。相应的狄拉克光谱仍然是各向同性的，并且对于大至0.6V的偏压，输运行为与自支撑石墨烯几乎相同，除了费米速度是石墨烯的一半。一个简单的模型哈密顿量被开发来定性地解释狄拉克锥从色散系统（例如，石墨烯）到最初的非分散体系（例如，TM）。
2012-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic shells of Dirac fermions in graphene quantum rings in a magnetic field
我们提出的紧束缚计算的结果表明存在的狄拉克费米子的简并电子壳在狭窄的，电荷中性的石墨烯量子环。我们预言了在有限磁场下简并的消除。我们表明，使用紧密结合和配置相互作用的方法相结合，通过用额外的电子填充石墨烯环，这种具有半填充壳的碳基结构获得有限的磁矩。
2009-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Lithographically-controlled liquid metal diffusion in graphene: Fabrication and magneto-transport signatures of superconductivity
针对插层石墨烯器件制备困难的问题，提出光刻控制液态金属扩散方法，实现镓插层QFBLG霍尔条器件可控制备，观测到3.5K超导性及横向电阻特征，为研究受限二维超导提供新途径。
2025-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Vibration Induced Non-adiabatic Geometric Phase and Energy Uncertainty of Fermions in Graphene
利用Floquet格式求解含时薛定谔方程，研究了石墨烯中两个子晶格相对振动下费米子态的几何相位。在一个振动周期中，费米子根据其动量获得不同的几何相位。在动量空间中有两个区域：绝热区域，其中几何相位可以近似为Berry相位;混沌区域，其中几何相位在变化的参数中剧烈波动。由于振动，费米子的能量在混沌区域显示出尖峰。结果表明，一个可能的退相机制，可能会导致经典的输运性质的石墨烯。
2007-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric Properties of Dirac Fermions Captured into 3D Nanoporous Graphene Networks
石墨烯作为后硅时代的电子材料，为新的电子性质和器件应用开辟了新的范例。另一方面，石墨烯的2D特性使其在技术上具有挑战性，难以集成到具有足够处理器容量的3D晶体管中。虽然有许多尝试将2D石墨烯组装成3D结构，但无质量狄拉克费米子的特性不能很好地保留在这些材料中用于晶体管应用。在这里，我们报告了一种高性能的石墨烯晶体管，利用三维纳米多孔石墨烯，这是由一个互连的单一石墨烯片和一个宽敞的开放孔隙注入离子液体的可调电子状态，通过施加电场。具有5000-7500 cm $^2$ V $^{-1}$ s $^{-1}$的高载流子迁移率的3D纳米多孔石墨烯晶体管表现出比2D石墨烯器件高两到三个数量级的电导和电容，以及狄拉克锥的保留的双极电子性质。此外，具有狄拉克费米子的3D石墨烯网络在很宽的栅极电压范围内表现出独特的非线性霍尔电阻。高质量的3D纳米多孔石墨烯EDLT可能为在各种基础和实际应用中利用3D网络结构中的狄拉克费米子开辟新的领域。
2016-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure of a graphene superlattice with a modulated Fermi velocity
利用有效类Dirac-like哈密顿量研究了由两个具有不同费米速度、能隙和静电势的周期区域组成的石墨烯超晶格的电子结构.必须预期的是，石墨烯超晶格的一个区域中的费米速度的改变等效于改变该区域的宽度而保持费米速度不变，只要载流子穿过该区域所花费的时间相同。然而，这里表明，这两个系统是不等价的。我们发现了额外的狄拉克点诱导的周期势和它们的位置在\textbf{k}空间。结果表明，费米速度调制打破了电子和空穴的微带之间的对称性，它是可能的额外的狄拉克点的行为进行控制。所得结果可用于石墨烯基电子器件的制备。
2015-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Observation of multi Dirac fermion cloning induced by moiré potential in graphene-SiC heterostructure
我们用角分辨光电子能谱重新研究了SiC衬底上石墨烯的电子结构。我们直接观察到狄拉克锥的多重克隆，除了以前归因于重建。Dirac锥复制品的位置、相对距离和各向异性与石墨烯-SiC异质结构的莫尔条纹完全一致。我们的结果提供了一个简单的例子莫尔势调制的狄拉克费米子的工程电子结构。
2021-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dirac Fermions in Graphene Nanodisk and Graphene Corner: Texture of Vortices with Unusual Winding Number
基于石墨烯的狄拉克理论，我们分析了三角形锯齿形纳米盘和角的零能扇区。零能量状态被示出为索引的边缘动量和分组根据不可约表示的三角对称群$C_{3v}$。波函数被明确地构造为围绕K或K'点的全纯或反全纯函数。每个零能量模式是手征边缘模式。我们发现了一种磁涡旋结构。有趣的是，在属于$E$（双重态）表象的状态中出现了缠绕数为$2$的涡旋。这种漩涡的实现是非常罕见的。
2010-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Femtosecond Population Inversion and Stimulated Emission of Dense Dirac Fermions in Graphene
我们发现，强光激发的石墨烯单层与35 fs脉冲准瞬时建立了一个宽带，倒狄拉克费米子人口。光学增益出现并通过前200 fs的负光学电导率直接表现出来，其中受激发射完全补偿了石墨烯层中的吸收损耗。我们的实验理论比较两个不同的电子和空穴化学势再现吸收饱和和增益在40 fs，揭示，特别是，从一个热的经典气体到一个致密的量子流体的瞬态的演化与增加的光激发。
2012-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quasi-classical cyclotron resonance of Dirac fermions in highly doped graphene
利用红外磁透射技术研究了高掺杂石墨烯中的回旋共振。与以前的工作，这只集中在量子制度的石墨烯的磁光特性，在这里，我们研究这个系统的准经典响应。我们证明了它具有经典回旋共振的性质，其能量与外加磁场成线性关系，有效回旋质量由费米能级m = E_F/v_F^2的位置确定。
2010-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
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
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
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
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
Fermi velocity engineering in graphene by substrate modification
费米速度是材料研究中的关键概念之一，因为它承载着各种基本性质的信息。随着对器件应用需求的增加，石墨烯被视为工程费米速度的原型系统。事实上，通过改变载流子浓度，已经有几项努力成功地改变了费米速度。在这里，我们提出了一个强大的，但简单的新方法来工程费米速度，同时保持载流子浓度恒定。我们发现，当嵌入石墨烯的环境被修改时，石墨烯的费米速度（i）与其介电常数成反比，达到~2.5 $\times10^6$ m/s，这是迄今为止研究的任何衬底上石墨烯的最高值，并且（ii）与普通费米液体明显区分开来。该方法为包括拓扑绝缘体在内的各种二维电子系统的费米速度工程提供了一条新的途径。
2012-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Negative Viscosity and Eddy Flow of Imbalanced Electron-Hole Liquid in Graphene
我们提出了一个流体动力学理论的电子空穴磁输运在石墨烯结合载流子的人口不平衡，能量和动量弛豫过程。我们专注于电响应，并发现载流子和能量不平衡松弛过程强烈修改的剪切粘度，使有效粘度可以是负的电荷中性附近。我们预测了一个紧急的涡流模式的旋流，并探讨其表现在非局部电阻率振荡的石墨烯带驱动的源电流。
2019-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.flu-dyn
Realizing Universal Edge Properties in Graphene Fractional Quantum Hall Liquids
普遍的手征Luttinger液体行为已经预测分数量子霍尔边缘态，但到目前为止，还没有在实验上观察到基于双光子晶体的二维电子气。这种缺乏普遍性的一个可能的原因是在这样的系统中，这是限制势和库仑排斥之间的竞争的结果边缘重建的通用发生。我们表明，由于完全不同的约束机制，在石墨烯中可以避免边缘重建，这使得可以观察到预测的普遍性。
2011-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Anomalous Quantum Oscillations in a Heterostructure of Graphene on a Proximate Quantum Spin Liquid
准二维莫特绝缘体$α$ $_3$接近于广受欢迎的Kitaev量子自旋液体（QSL）。在石墨烯上的$α$ $_3$层中，主要的Kitaev交换通过应变进一步增强.最近，这种$α$/石墨烯异质结构的量子振荡（QO）测量显示出超出标准Lifshitz-Kosevich（LK）描述的异常温度依赖性。在这里，我们开发了一个理论的异常QO在一个有效的Kitaev-Kondo晶格模型，其中的巡回电子的石墨烯层通过自旋相互作用与相关的磁性层相互作用。在低温下，一个沉重的费米液体出现，使中性马约拉纳费米子激发的Kitaev QSL获得通过与石墨烯狄拉克带杂交的电荷。使用从头计算，以确定我们的低能量模型的参数，我们提供了一个微观理论的异常QO与非LK温度依赖性与我们的测量一致。我们展示了如何残余的分数自旋激发可以引起QO实验中的特征签名。
2021-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Foam Flows in Turbulent Liquid Exfoliation of Layered Materials and Implications for Graphene Production and Inline Characterisation
表面活性剂通常用于在环境友好的溶剂如水中稳定二维（2D）材料。水性表面活性剂溶液通过空间和静电排斥防止纳米片的团聚，促进高浓度纳米材料分散体的生产。层状前体材料的湍流、剪切辅助的液体剥离通过促进混合并产生足够高的剪切速率以克服平面外的范德华键来产生无缺陷的纳米片。在存在液-气界面的情况下，在湍流中使用表面活性剂的结果是形成泡沫。在该实验研究中，使用经修改以跨雷诺数操作的厨房搅拌机$Re \sim 10^{5} - 10^{6}$将石墨颗粒批量剥离成少层石墨烯。在湍流操作过程中的泡沫形成被发现影响液体剥离过程的流体力学。对石墨颗粒运动的测量表明，表面活性剂浓度改变了动态条件下混合物的流变性，并改变了装置内的材料流动模式。结果，使石墨烯浓度最大化的表面活性剂浓度是非唯一的。这突出表明，表面活性剂的设计和选择应同时考虑分子尺度的排斥效果和液体剥离过程的宏观流体动力学。此外，在含水表面活性剂中批量剥离期间存在的多相湍流和复杂流体为实现$\textit{in situ}$ 2D材料表征和质量控制带来了重大挑战。在这里，我们已经开发了一种协议，使在线紫外-可见-近红外光谱，以确定石墨烯生产和原子层数量的变化过程中。
2021-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Luttinger Liquid at the Edge of a Graphene Vacuum
我们证明了一个未掺杂的二维碳平面（石墨烯），其体积是在整数量子霍尔制度支持非手性Luttinger液体在扶手椅边缘。这种行为是由于非相互作用的边缘状态的不寻常的色散引起的，导致边缘处具有不同谷和自旋指数的带的交叉。我们证明，这稳定了畴壁结构与自发有序的相位自由度。该相干畴壁支持无带隙带电激发，并且具有非整数指数的幂律隧穿$I-V$。当边缘限制相对于相互作用能量标度足够强时，在体铅附近，边缘可以经历Luttinger液相和金属态之间的量子相变。
2006-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Marginal Fermi liquid in twisted bilayer graphene
低温下的线性电阻率是高温$_c$超导体的显著特征，最近在扭曲双层石墨烯中也发现了该特征。我们表明，由于扩展的范霍夫奇点（vHS），$T$ -线性电阻率可以从微观紧束缚模型的填充因子接近的vHS。的线性行为被证明是有关的线性能量依赖的电子准粒子衰减率，这意味着低能量对数衰减的准粒子重量。这些都是边缘费米液体的独特特征，我们也看到它们在热容和热导率的低温对数修正中得到了反映，导致了对维德曼-弗朗兹定律的违反。我们还表明，有一个交叉在$T \sim 6$ K从边缘费米液体制度的狄拉克锥上的vHS，也产生一个线性电阻率，虽然与较小的斜率，在协议与实验观察的激励为主的制度。
2020-05-18 cond-mat.mes-hall
Introduction to Nonlinear Phenomena in Superfluid Liquids and Bose-Einstein Condensates: Helium, Semiconductors and Graphene
我们回顾了当前对集体量子系统的非平衡动力学的理解。我们描述了一种方法的基础上的哈密顿制定的超流流体动力学。结果表明，在恒定能量泵浦的存在下，密度和熵的涨落的非线性耦合强烈地影响系统的非平衡动力学。我们使用所获得的结果来分析的性质的非平衡超流体4He和激子极化玻色-爱因斯坦凝聚体，无论是在半导体量子阱和石墨烯层中的存在下，高磁场。
2011-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
