Effective medium theory for disordered two-dimensional graphene
我们发展了有效介质理论来研究无序石墨烯的电输运性质。该理论包括非线性屏蔽和交换相关效应,使我们能够考虑实验相关的库仑相互作用的强度。假设随机库仑杂质,我们计算的电导率作为栅极电压的函数,定量地描述了从狄拉克点周围的波动为主的制度,在高栅极电压的大掺杂制度的全面跨越。我们发现,在狄拉克点的电导率的强烈影响交换相关效应。
2009-06-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
On the sample-dependent minimal conductivity in weakly disordered graphene
我们提出了一个统一的理解实验观察到的最小直流电导率在弱无序石墨烯。首先,基于线性响应理论,我们揭示了随机性或无序不可避免地导致动量相关的电子自能函数的修正,这自然会产生一个样品依赖的最小电导率。以长程高斯势和库仑势为例,在玻恩近似下推导了动量相关的自能函数,并利用大尺度Lanczos算法进行了数值模拟,验证了理论的正确性.明确的动量依赖性的自能的强度,浓度和范围的潜在的关键解决。因此,我们的研究结果提供了一个合理的解释,在石墨烯样品中观察到的样品相关的最小电导率。
2022-09-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Perfectly Conducting Channel and Universality Crossover in Disordered Nano-Graphene Ribbons
具有锯齿形边缘的石墨烯带的能带结构具有在动量空间中良好分离的两个谷,这与石墨烯光谱的两个狄拉克点有关。每个谷中的传播模式包含源自带中心处的部分平坦带的单个手征模式。如果杂质散射不连接两个谷,即对于长程杂质电势,则该特征在无序系统中产生完美导电沟道。然而,具有短程杂质势的带通过谷间散射显示出普通的局域化行为。这两个制度属于不同的普适性类:单一的长程杂质和正交的短程杂质。
2007-02-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Transport in disordered graphene nanoribbons
我们研究了具有粗糙边缘的石墨烯纳米带中的电子输运。我们首先考虑一个弱无序的模型,对应于扶手椅带的宽度随机变化的一个单一的晶胞大小。我们发现,在这种情况下,低温电导率是由不同的能带结构段之间的有效一维跳跃。然后,我们提供了数值证据和定性参数,类似的行为也发生在强不相关的边界无序的限制。
2009-07-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Atomic Collapse in Disordered Graphene Quantum Dots
本文数值研究了无序石墨烯量子点中相互作用狄拉克费米子的库仑杂质问题。在扩展平均场哈伯德模型下,通过局域态密度计算,研究了在随机分布的晶格缺陷和空间势涨落存在下,原子坍缩的临界耦合常数的响应.我们发现,这两种类型的障碍造成的临界阈值的放大。其结果是,高达百分之三十四的临界耦合常数增加的报告。这个数值结果可以解释为什么库仑杂质在实验中保持亚临界,即使它们在理论上是超临界的。我们的研究结果还指出,原子崩溃的可能性,可以观察到在缺陷丰富的样品,如Ar $^{+}$离子轰击,He $^{+}$离子照射,氢化石墨烯。
2020-10-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Electron transport in disordered graphene
我们研究了具有不同类型无序的单原子石墨层(石墨烯)的电子输运性质。我们发现系统的输运性质强烈依赖于无序的性质。远离半填充,电导率的浓度依赖性的情况下,强散射体是线性的,符合最近的实验观察,对数为弱散射体。在半填充状态下,如果无规性保持了干净哈密顿量的手征对称性之一,则电导率为e^2/h量级;否则,电导率受局域化效应的影响很大。
2006-09-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Weak Localisation in Clean and Highly Disordered Graphene
我们研究了不同迁移率的石墨烯样品在磁场作用下的弱局域化峰。在非常低的温度下,低迁移率样品表现出非常宽的峰作为磁场的函数,与较高迁移率样品相反,其中弱的局部化峰非常尖锐。我们分析的实验数据中的本地化长度,这使我们能够提取,本地化长度和相位相干长度的样本,无论其迁移率。这种分析是可能的本地化长度经历了一个通用的弱本地化依赖与惊人的普遍属性的观察。
2012-12-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Localization behavior of Dirac particles in disordered graphene superlattices
通过使单层石墨烯片经受周期性电势而形成的石墨烯超晶格(GSL)可用于设计能带结构,并且由此设计电荷传输性质,但是这些对无序的存在敏感。利用弱无序展开方法研究了标量势和矢量势GSL中弱无序诱导的无质量二维Dirac粒子的局域化行为.特别是,它是如何研究的李雅普诺夫指数(逆本地化长度)依赖于入射角的一维GSL。标量和矢量GSL的离域共振。可以利用李雅普诺夫指数的尖锐角度依赖性来实现无序诱导的滤波,如通过全2D数值波包模拟所验证的。
2011-11-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Signatures of Klein tunneling in disordered graphene p-n-p junctions
我们提出了一种获得石墨烯量子输运特性的方法,该方法独特地结合了三个关键特征:电荷无序的微观处理,完全量子力学的输运分析,以及模拟实验相关系统尺寸的能力。作为相关的应用,我们研究了p-n-p结中Klein隧穿主导输运的无序依赖性。由于准束缚态的存在,电阻和Fano因子都显示出宽的共振峰。当平均自由程变为两个p-n界面之间的距离的量级时,这种特征被无序所消除。
2009-08-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Magnetism in Disordered Graphene and Irradiated Graphite
采用平均场哈伯德模型和第一性原理计算相结合的方法,系统地研究了无序石墨烯和辐照石墨的磁性.通过考虑石墨烯的大尺度无序模型,我得出结论,只有单原子缺陷可以在石墨烯基材料中诱导铁磁性。石墨烯层的保留的堆叠顺序被示出为实现有限的净磁矩的辐照石墨的另一个必要条件。氢的结合和扩散的从头计算和电子-空位复合进一步证实了堆积顺序在质子轰击石墨的$π$ -电子铁磁性中的关键作用。
2008-07-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Abnormal Electronic Transport in Disordered Graphene Nanoribbon
我们研究了锯齿形边缘石墨烯纳米带的电导率$σ$作为费米能$E_F$的函数,在不同的电位范围的杂质的存在下。$σ(E_F)$的依赖性表现出四种不同类型的行为,分为不同的制度的长度尺度决定的杂质的潜力范围和它的密度。特别地,由于长程势和边缘态的特殊性质,长程杂质的低密度导致与弹道值相比极低的电导、$σ(E_F)$的线性依赖性和狄拉克点附近的宽下降。这些行为与Miao \emph{et al.}最近的一项实验结果非常吻合(将发表在《科学》杂志上)。
2007-08-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Multifractal zero mode for disordered graphene
非对角无序与随机跳跃之间的二分晶格的子晶格描述的哈密顿具有手征(子晶格)对称性。的能谱是对称的E=0和奇数总数的晶格站点的孤立的零模式总是存在的,这符合在二维(2D)的安德森过渡的迁移率边缘。在手性正交对称类BDI中,我们计算了具有边缘的石墨烯样品的零模的分形维数$D_{2}$。在没有无序$D_{2}=1$,这对应于一个一维的边缘状态,而对于强无序$D_{2}$衰减到0和零模式变得本地化。指出了蜂窝晶格和正方形二分晶格中零模的异同。
2013-04-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Metallic phase of disordered graphene superlattices with long-range correlations
利用传输矩阵方法,研究了具有长程关联无序的单层石墨烯超晶格中手征粒子的电导。即使粒子通过具有白噪声电势的石墨烯超晶格的透射被抑制,当电势高度与功率谱$S(k)\sim1/k^β$长程相关时,透射在宽角度范围内恢复。结果表明,电导率随相关指数值的增加而增加,并产生金属相。我们得到一个相变图,其中的临界关联指数强烈地依赖于无序强度和入射粒子的能量略有。另一方面,相变出现在从传播模式到倏逝模式的所有能量范围内。
2010-10-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Electronic and transport properties in geometrically disordered graphene antidot lattices
通过石墨烯片的规则穿孔产生的石墨烯反点晶格可以表现出许多电子器件所需的相当大的带隙。然而,在实际的实验设置中,总是存在与完美周期性的偏差,并且会破坏带隙。我们的数值模拟,使用一个有效的线性尺度量子输运模拟方法实现的图形处理单元,显示破坏的带隙的无序可以引起的传输带隙引起的安德森局域化。发现缺陷诱导的输运能隙的大小与反点的半径成正比,与晶格周期的平方成反比。此外,反点位置的随机性被发现比反点半径的随机性更有害。根据最近的实验,发现与原始石墨烯中发现的值相比,载流子迁移率非常小。
2014-12-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Transport and localization in periodic and disordered graphene superlattices
我们研究了在一维石墨烯超晶格中的电荷输运,通过施加分层的周期性和无序势。结果表明,这种结构的传输和光谱特性是强各向异性的。在垂直于层的方向上,无序样品中的本征态对于所有能量都是离域的,并提供最小的非零电导率,这不能被无序破坏,无论它有多强。然而,随着扩展状态,存在离散的角度和能量与指数本地化的本征函数(无序诱导共振)。结果表明,根据未扰动系统的类型,无序可以抑制或增强传输。在由交替的p-n和n-p结构建的石墨烯系统中已经发现了传输的最显着特性。这种透射具有非常窄的角谱,并且令人惊讶的是,在某些方向范围内,它实际上与电势波动的幅度无关。由于这些特征,这种样品可以用作可调谐电子电路中的构建块。为了更好地理解这里给出的结果的物理含义,我们的大部分结果已经与类似的波系统的结果进行了对比。除了相似之处,还发现了一些令人惊讶的差异。
2008-11-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Spin relaxation times in disordered graphene
我们考虑两种机制的自旋弛豫无序石墨烯。i)由于波纹引起的曲率自旋轨道耦合的自旋弛豫。ii)由于电子自旋与边缘处的局部磁矩的相互作用而引起的自旋弛豫。我们得到的自旋弛豫时间,τ_SO和τ_J由于这两种机制的解析表达式,并估计其值的石墨烯样品的现实参数。我们得到的自旋弛豫起源于这些机制是非常弱的,自旋相干预期在无序石墨烯长度L ~ 1微米的样品。
2007-07-30 cond-mat.mes-hall
Universal scaling of current fluctuations in disordered graphene
我们分析了低掺杂下光滑无序石墨烯的全输运统计。首先,我们考虑的情况下,一维无序的传输概率分布的石墨烯特定的平均free path. All的电流累积量的分析给出的规模与系统参数(掺杂,尺寸,无序强度和相关长度)在一个相同的方式足够大的系统。在二维无序的情况下,数值证据给出了相同的一种相同的标度的所有当前的累积量,使任何两个这样的累积量的比率是普遍的。给出了Fano因子的具体普适值,对于1D(F=0.243)和2D(F=0.295)无序,Fano因子小于弹道石墨烯的伪扩散值(F=1/3)。另一方面,在宽样品中的电导率被示出为\sqrt{L}和Log L随着系统长度L在1D和2D的情况下分别增长而不饱和。
2007-11-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Nanomechanical displacement detection using coherent transport in ordered and disordered graphene nanoribbon resonators
石墨烯纳米带提供了将相位相干传输现象与纳米机电系统(NEMS)集成的机会。由于石墨烯纳米晶体谐振器中的偏转引起的应变,相干电子输运和机械变形耦合。由于石墨烯中的电子具有费米波长λ~ a_0 = 1.4 nm,这种耦合可以用于扶手椅型和锯齿型石墨烯纳米管NEMS中的灵敏位移检测。本文表明,对于长度为L的有序和无序带状系统,由于偏转w引起的应变ε~(w/L)^2导致电导δG/G ~(w^2/a_0L)的相对变化。
2010-10-04 cond-mat.mes-hall
Electron-phonon mediated heat flow in disordered graphene
我们计算的热通量和电子-声子热导在一个无序的石墨烯片,超越了费米的黄金法则的方法,充分考虑到修改的电子-声子相互作用的无序。在$k_F l >> 1$(其中$k_F$是费米波矢,l是平均自由程)体系中,采用Keldysh方法结合标准杂质平均法,我们同时考虑了电子与声子之间的标量势(即形变势)和矢量势耦合。我们还考虑了电子屏蔽的影响,在费米能级。我们发现,热通量和热导率的温度依赖性是敏感的无序和屏蔽的存在下,并反映了潜在的手性性质的电子在石墨烯和相应的修改其扩散行为。在弱屏蔽的情况下,无序增强了清洁系统的低温热通量(将相关幂律从$T^4$变为$T^3$),并且变形势占主导地位。对于强屏蔽,变形势和矢量势耦合的贡献相当,低温热流服从$T^5$幂律。
2012-07-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Measurement of Topological Berry Phase in Highly Disordered Graphene
我们在磁场高达65 T的条件下观察到了高度无序石墨烯的量子霍尔效应(QHE)和Shubnikov-de Haas(SdH)振荡。通过氢化石墨烯直至H/C $\approx 0.1\%$比率引入无序。SdH振荡和QHE的分析表明,Berry相的拓扑部分,与伪自旋缠绕数成比例,对大规模石墨烯中氢化引入的无序是稳健的。
2015-10-13 cond-mat.mes-hall
Anomalous Hooke's law in disordered graphene
石墨烯(一种单层石墨)的发现结束了关于二维晶体稳定性的讨论。虽然这种晶体的热涨落往往会破坏系统中的长程序,但晶体可以通过强非谐效应来稳定。这种竞争是崩溃过渡的核心问题,即,在平坦和起皱阶段之间的过渡。我们发现,非谐控制的波动的石墨烯膜周围的平衡平坦相导致不寻常的弹性性能。特别是,我们证明,拉伸$ξ$的薄片的石墨烯是一个非线性函数的施加的张力在小张力:${ξ\proptoσ^{η/(2-η)}}$和${ξ\proptoσ^{η/(8-η)}}$清洁和强烈无序的石墨烯,分别。传统的线性胡克定律,${ξ\proptoσ}$在足够大的张力下实现:${σ\ggσ_*},$其中$σ_*$取决于温度和无序强度。
2016-07-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Electron traversal times in disordered graphene nanoribbons
利用瞬态电流关联的无分割时间依赖Landauer-B{üttiker形式,研究了电子穿过石墨烯纳米结构(GNR)分子结所需的时间.我们展示了电子遍历签名,随GNR的无序和取向而变化。这些发现可以与GNR为基础的设备的工作频率和随之而来的合理设计。
2019-06-28 cond-mat.mes-hall
Electron localization in disordered graphene: multifractal properties of the wavefunctions
通过数值多重分形分析,对掺杂石墨烯中的电子局域化特性进行了分析。通过得到紧束缚模型的奇异谱,发现电子波函数呈现多重分形行为。这种多重分形甚至对于第二近邻相互作用也是保留的,如果需要与实验结果进行比较,则需要考虑到这一点。随着杂质浓度的增加,靠近狄拉克点的态比远离狄拉克点的态具有更宽的多重分形特征。分析的结果可以得出结论,在分裂带的限制,杂质作为空缺,该系统可以很好地描述了一个手性正交对称类,与奇异谱过渡接近冻结无序增加。这也表明,在掺杂的石墨烯中,局域化与二维中的安德森局域化的传统图像相反,也表明二维系统中不存在量子逾渗的共同信念需要修正。
2013-06-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Accurate evaluation of the Green's function of disordered graphenes
对无序石墨烯中非相互作用电子的格林函数和自能函数进行了精确的模拟。基本的物理量,如弹性弛豫时间τe,相速度vp,和群速度vg的评估。揭示了狄拉克点附近的新特征,表明多重散射诱导的Bloch态杂化在狄拉克点附近起着重要作用。
2010-05-20 cond-mat.mes-hall
Suppression of conductance fluctuation in weakly disordered mesoscopic graphene samples near the charge neutral point
我们测量了在机械剥离的石墨烯上通过全干燥、无光刻工艺制备的双层和三层石墨烯器件的电导波动,所述全干燥、无光刻工艺使用石英丝作为荫罩。当栅极电压被调节到石墨烯器件被推到电荷中性点时,当器件仍然处于弱无序状态时,电导波动的幅度从与普遍电导波动一致的值迅速被抑制。抑制的可能的物理起源进行了讨论。
2007-09-06 cond-mat.mes-hall
Ballistic transport in disordered graphene
建立了弹道几何条件下无序石墨烯中电子输运的解析理论。我们考虑一个大的宽度W的样品和分析的电导,散粒噪声的演变,并在狄拉克点和在一个有限的栅极电压的电荷转移随着长度L的增加的全部统计。采用转移矩阵方法,结合无序微扰理论和重整化群。我们还讨论了交叉的扩散制度,并构建了一个“阶段”的各种运输制度的石墨烯。
2008-09-22 cond-mat.mes-hall
Low energy theory of disordered graphene
在较低的外部掺杂值下,石墨烯显示出丰富的非常规输运性质。也许最引人注目的是,它支持一个强大的“金属”制度,具有电导量子量级的普遍电导。本文采用平均场和玻色化相结合的方法研究了系统的大尺度输运性质。我们发现,无论掺杂水平,无序石墨烯是受共同的机制安德森局域化。然而,在低掺杂的重整化机制的数量合谋保护系统的导电性,在一定程度上,强本地化可能不会被看到,即使在温度远小于那些基本目前的实验工作。
2006-07-10 cond-mat.mes-hall
Breakdown of the Law of Reflection at a Disordered Graphene Edge
反射定律指出,光滑的表面镜面反射波,从而作为一面镜子。只要无序的长度尺度小于波长,该定律对无序不敏感。单层石墨烯在低能量下表现出线性色散,因此具有发散的费米波长。我们提出的证据表明,对于一个无序的石墨烯边界,共振散射无序的边缘模式的结果在扩散电子反射,即使当电子波长远长于无序相关长度。利用数值量子输运模拟,我们证明了这种现象可以观察到一个非局域电导下降的磁聚焦实验。
2018-09-25 cond-mat.mes-hall
Full counting statistics in disordered graphene at Dirac point: From ballistics to diffusion
研究了光滑无序条件下未掺杂石墨烯中电荷输运的全计数统计。在Dirac点,在清洁和扩散极限下,石墨烯样品的输运性质由传输概率的普适Dorokhov分布描述。在交叉制度,从普遍性发生偏差,可以分析研究弹道和扩散方面。在弹道制度中,我们使用矩阵格林函数的图解技术。对于扩散系统,应用西格玛模型。我们的结果与最近的无序石墨烯中电子输运的数值模拟结果吻合得很好。
2010-06-07 cond-mat.mes-hall
Influence of disordered edges on transport properties in graphene
研究了等离子体刻蚀样品边缘对电输运和掺杂的影响。通过电输运测量,分析了单层和双层石墨烯样品的整体掺杂和迁移率。因此,边缘对样品的总体掺杂有很大贡献。此外,对于窄样品,边缘无序可以被发现是迁移率的主要限制源。
2016-05-11 cond-mat.mes-hall
Shot noise fluctuations in disordered graphene nanoribbons near the Dirac point
研究了无序石墨烯纳米带中散粒噪声功率的随机涨落。特别是,我们计算的分布的散粒噪声的锯齿形和扶手椅边缘终端的纳米带。我们发现,散粒噪声统计是不同的每种类型的这两种石墨烯结构,这是存在不同的电子局域化的结果:而在锯齿形纳米带的电子边缘状态是安德森本地化,在扶手椅纳米带的边缘状态是不存在的,但电子是被动本地化。我们的分析结果得到了验证紧束缚数值模拟与随机跳跃元素,即,非对角无序,这保持了石墨烯子晶格的对称性。
2015-07-01 cond-mat.mes-hall
Disordered Graphene Ribbons as Topological Multicritical Systems
锯齿形石墨烯带的低能谱包含具有高度非线性色散$ε(k)=\pm |π-k|^W$的两个无带隙带,其中$W$是带的宽度。相应的状态位于两个相对的锯齿形边缘。它们的存在反映了这样一个事实,即干净的丝带是一个准一维系统,自然微调到拓扑{ \em多临界}点。这个量子临界点将拓扑平凡相与具有指数$W$的拓扑相分开。在这里,我们调查的影响(手征)保序无序这样一个多临界点。我们发现,该系统窝藏离域状态的本地化长度发散在零能量的方式符合$W=1$临界点。关于态密度(DOS)也是如此,它表现出普遍的戴森奇点,尽管干净的DOS基本上依赖于$W$。另一方面,与晶格交错相关联的零能局域化长度临界指数不是普适的,而是依赖于拓扑指数$W$。
2022-08-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Random gauge field effects on the conductivity of graphene sheets with disordered ripples
我们研究了无序波纹对单层石墨烯片导电性的影响。我们计算了弛豫时间和玻尔兹曼电导率与两种机制。首先,我们研究了由于外部面内磁场$B_\parallel$的电导率校正。由于在沉积在衬底上的石墨烯片处发现的不规则局部曲率,$B_\parallel$可以被映射到垂直于石墨烯表面的有效随机磁场中。其次,我们研究了由形变和应变引起的内禀赝磁场引起的电子动量弛豫。我们发现,这些机制之间的竞争引起了强烈的各向异性的电导率张量。这一结果提供了一种新的策略来定量推断波纹石墨烯薄片中的伪磁场强度。
2015-01-19 cond-mat.mes-hall
Conductivity of disordered graphene at half filling
研究了半填充状态下不同无序结构的单原子石墨层(石墨烯)的电子输运性质。我们发现,系统的输运性质强烈依赖于无序的对称性。我们发现,本地化是无效的,如果随机性保持一个手征对称性的干净的哈密顿量或不混合谷。我们得到了手征无序情况下最小电导率$4e^2/πh$的精确值。对于长程无序(退耦谷),我们导出了有效场论。在光滑随机势的情况下,它是一个辛类西格玛模型,其中包含一个拓扑项,其拓扑项为$θ= π$。因此,该系统是在一个量子临界点与通用值的导电性的顺序为$e^2/h$。当有效的时间反演对称性被破坏时,对称类变成幺正的,并且电导率获得量子霍尔跃迁的值特征。
2007-02-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Conductance quantization and transport gap in disordered graphene nanoribbons
我们数值研究了边缘和体无序对石墨烯纳米带电导的影响。我们计算的电导抑制由于本地化引起的边缘散射。我们发现,即使是弱的边缘粗糙度,电导步骤被抑制和输运间隙出现。这些间隙与纳米取向度宽度近似成反比。开/关电导比随纳米尺度长度呈指数增长。我们的研究结果对石墨烯在弹道纳米线中的使用施加了严重的限制。
2009-01-26 cond-mat.mes-hall
Coulomb interacting Dirac fermions in disordered graphene
我们研究相互作用的狄拉克准粒子在无序石墨烯,并发现之间的相互作用的未屏蔽的库仑相互作用和伪相对论准粒子运动学可以最好地揭示在弹道制度,而在扩散限制的行为是定性的(虽然,不是定量的)类似于普通的2DEG与抛物线色散。我们计算的准粒子的宽度和密度的状态,可以探测光电发射,隧穿,和磁化测量。
2006-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Origin of conductance quantization in disordered graphene ribbons
我们提出了在石墨烯纳米带与不同类型的无序导电的数值研究。我们发现,即使当缺陷散射将电导降低到比2e^2/h低两个数量级时,如果带中存在体空位,由于子带边缘能量附近的电子背散射增强,在中等低温下也会出现等间距的电导平台。这项工作定量地解释了Lin等人[Phys.Rev.B78,161409(2008)]在具有如此低电导的带中观察到的令人惊讶的电导量化。
2009-09-20 cond-mat.mes-hall
Suppression of magnetotransport in strongly disordered graphene
研究了原子位置随机涨落的紧束缚模型,讨论了石墨烯中的强无序效应。我们采用强无序扩展的运输量,并找到一个扩散行为,电导率随无序度的增加而降低。令人惊讶的是,磁场在这种膨胀的领先顺序中退出了输运量。这表明对于足够强的无序,磁输运效应受到强烈抑制。该结果与Morozov { \it et al.}
2008-03-30 cond-mat.mes-hall
Transport spectroscopy of disordered graphene quantum dots etched into a single graphene flake
我们对用Ar/O2等离子体蚀刻成单个石墨烯片的尺寸为45、60和80 nm的量子点进行了输运测量,从而可以进行尺寸比较,避免不同石墨烯片的影响。的运输间隙和附加能量随着点的尺寸减小而增加,正如预期的那样,并显示出很强的相关性,这表明两者的相同的物理起源,即在存在小的限制间隙的情况下的无序诱导的本地化。栅极电容测量表明,点电荷位于窄器件区域的预期。一个占主导地位的作用的障碍进一步证实了栅极的依赖性和磁场的行为,只允许近似识别的电子-空穴交叉和自旋填充序列。最后,我们在误差条内提取与g=2一致的g因子。
2013-07-30 cond-mat.mes-hall
Non-Ergodicity & Microscopic Symmetry Breaking of the Conductance Fluctuations in Disordered Mesoscopic Graphene
我们显示了一个显着的偏离遍历性的电导波动在石墨烯。与脏金属的遍历性形成鲜明对比的是,由变化的磁场产生的波动比扫描费米能时获得的波动小得多。当垂直或平行于石墨烯平面施加时,它们还表现出对磁场的破磁效应的强烈各向异性响应。这些结果揭示了石墨烯中量子干涉的复杂图像,其描述似乎比传统的介观系统更具挑战性。
2012-10-18 cond-mat.mes-hall
Magneto-transport in Disordered Graphene: from Weak Localization to Strong Localization
我们提出了一个磁输运的石墨烯样品的研究,其中一个温和的无序引入暴露于臭氧。与原始石墨烯的电导率不同,暴露于臭氧的石墨烯样品的电导率对温度变得非常敏感:它在100 K和1 K之间降低了3个数量级以上。通过改变外部栅极电压或温度,我们不断调整的输运性质从弱到强的本地化制度。我们表明,过渡发生的相位相干长度变得可比的本地化长度。我们还强调了无序增强的电子-电子相互作用对电阻率的重要作用。
2010-03-05 cond-mat.mes-hall
Enhanced thermoelectric figure of merit in edge disordered zigzag graphene nanoribbons
我们基于非平衡格林函数的相同方法工具研究了电子和声子通过边缘无序锯齿形石墨烯纳米带的输运。我们发现,边缘无序显着降低声子的热输运,而只有微弱的有害电子传导。电子和声子的弹性平均自由程的行为指向实现电子晶体与声子玻璃共存的可能性。计算出的热电优值(ZT)的值资格锯齿形石墨烯纳米带作为一个非常有前途的材料热电应用。
2009-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Edge Magneto-Fingerprints in Disordered Graphene Nanoribbons
我们报告(磁)运输实验在化学衍生的窄石墨烯纳米带在高磁场(高达60特斯拉)。场依赖的电子约束功能的证据,并允许估计可能的带边缘对称性。此外,测得的大的正磁导率表明由磁场诱导的后向散射的强烈抑制。这种情况下支持的量子模拟,考虑不同类型的潜在的障碍(平滑边缘障碍和远程库仑散射)。
2010-02-24 cond-mat.mes-hall
Conductivity and Fano factor in disordered graphene
利用递归格林函数方法,研究了无序单层石墨烯片中的电子输运问题。的导电性是为了$e^2/h$和其对载流子密度的依赖性有一个缩放的形式,仅由无序强度和样品大小和无序势的相关长度之间的比率控制。散粒噪声Fano因子在弱无序时在中性点附近有一个很窄的下降,而在强无序时几乎与掺杂无关。我们的研究结果是在良好的定性和定量协议与实验,并提供了一种方法,用于提取微观信息的大小在石墨烯的外在无序。
2008-02-04 cond-mat.mes-hall
Electron Transport in Disordered Graphene Nanoribbons
我们报道了在不同温度下对不同宽度和长度的石墨烯纳米带进行的电子输运研究。在电荷中性点处,形成长度无关的输运能隙,其大小与宽度成反比。在这个间隙中,电子被局部化,并且电荷传输表现出在较高温度下的简单热激活行为和在较低温度下的可变范围跳跃之间的转变。通过改变几何电容,通过添加顶栅,我们发现,充电效应构成的激活能的一个重要部分。
2009-10-26 cond-mat.mes-hall
Diamagnetism in disordered graphene
在有效质量近似下,研究了石墨烯单分子层的轨道磁性。在短程无序和长程无序模型中,磁化强度用自洽玻恩近似计算。在零场极限下,磁化率在零能量附近变得高度反磁性,而它具有与费米能量的倒数成比例的长尾。我们演示了如何磁振荡消失,收敛到磁化率,从强场制度到零场。在零能量的行为是高度奇异的。
2007-05-16 cond-mat.mes-hall
Disordered graphene and boron nitride in a microwave tight-binding analog
介绍了利用微波测量技术对六方结构石墨烯进行测量的实验。夹在两块金属板之间的耦合介质盘的最低横向电共振建立了紧束缚配置。研究了具有少量圆盘的系统的最近邻耦合近似。利用高灵活性的磁盘的位置,在狄拉克点上的石墨烯晶格中引入的无序的后果进行了研究。使用两种不同类型的磁盘,氮化硼类结构(具有两个原子基础的六边形晶格)被实现,显示出带隙的外观。
2013-01-03 cond-mat.mes-hall
Edge states protected by chiral symmetry in disordered photonic graphene
我们实验研究了非关联复合和结构无序对光子石墨烯的影响。我们发现,在结构无序的情况下,不仅保持了手征对称性,而且零能态密度消失。这与复合无序相反,复合无序中的手征对称性以及态密度的消失被破坏。我们的观察结果通过在无序光子石墨烯中的胡须边缘激发边缘态得到了实验证明。
2013-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Unconventional Features in the Quantum Hall Regime of Disordered Graphene: Percolating Impurity States and Hall Conductance Quantization
我们报告在无序石墨烯中形成临界态,在量子霍尔制度中的变量和非常规输运性质的起源,例如在没有能带隙和朗道能级简并断裂的情况下的零能量霍尔电导平台。通过使用有效的实空间输运方法,我们计算了大尺寸石墨烯片的耗散和霍尔电导率与随机分布的模型单和双空位。通过分析输运系数随缺陷密度、系统尺寸和磁场长度的标度关系,我们阐明了反常量子霍尔特性的起源是磁场依赖的杂质态,它在某些临界能量处发生渗透。这些发现揭示了未识别的状态和量子输运异常实验报告。
2016-02-18 cond-mat.mes-hall
Narrow depression in the density of states at the Dirac point in disordered graphene
数值研究了二维砖层晶格上运动的非相互作用粒子的电子性质。特别是,在空间变化的随机磁通量的形式的无序的影响进行了研究。此外,考虑了强垂直恒定磁场$B$。对于$E\to 0$,态密度$ρ(E)$变为零,与有序系统中一样,但是具有陡得多的斜率。这两种情况都会发生:B=0时在狄拉克点,有限$B$时在中心朗道带的中心。在狄拉克点附近,分析了$ρ(E)$对系统尺寸、无序强度和恒定磁通量密度的依赖性,并拟合到先前提出的与热量子霍尔效应有关的解析表达式。额外的短程在位无序完全消除了狄拉克点处态密度的缺口。
2009-11-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Quantum magnetooscillations in the ac conductivity of disordered graphene
计算了在对角白噪声无序和量子化磁场B作用下石墨烯的动态电导率σ(ω)。我们得到了σ(ω)在各种参数范围内的解析表达式,从对应于强重叠朗道能级(LLs)的准经典Drude极限到极端量子极限,其中电导率由清洁石墨烯的光学选择规则决定。石墨烯的非等距LL谱使得其输运特性与传统的具有抛物线谱的2D电子系统在数量上不同。由于半经典态密度中的磁振荡是非谐的,并由准连续的回旋频率来描述,所以在更高温度下仍然存在的交流舒布尼科夫-德哈斯振荡和对σ(ω)的量子修正都表现出在快速振荡之上的缓慢跳动,其回旋频率与局域能量有关,这两种类型的量子振荡都具有指数标度为ω^2的节点。在分离的LLS的量子制度中,我们研究了回旋共振跃迁,这具有丰富的光谱,由于LLS的非等距光谱,和无序诱导的跃迁,违反了清洁的选择规则的石墨烯。我们确定了最强的无序引起的过渡在最近的磁传输实验。我们还比较了不同频率范围内σ(ω)的温度和化学势依赖性,从仅允许LL内跃迁的直流极限到通用高频极限,其中朗道量子化对清洁石墨烯的带间电导率σ=e^2/4 \hbar的通用值提供了小的B依赖性校正。
2013-01-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Electron-hole coexistence in disordered graphene probed by high-field magneto-transport
我们报道了在高达57 T的脉冲磁场下无序石墨烯的磁输运测量。对于大的电子或空穴掺杂,系统显示出特定于石墨烯的预期的异常量子霍尔效应(IQHE),直到填充因子$ν=2$。在电荷中性点附近,系统分裂成共存的空穴和电子的水坑,导致霍尔消失和有限的纵向电阻,在非常高的磁场下没有发散的迹象。在狄拉克点附近观察到大的电阻波动。它们被解释为存在电子和空穴的自然结果。波动幅度最大时的磁场与熔池的平均大小直接相关。
2010-04-14 cond-mat.mes-hall
Inhomogenous electronic structure, transport gap, and percolation threshold in disordered bilayer graphene
计算了猝灭电荷杂质存在下无带隙和带隙无序双层石墨烯的非均匀实空间电子结构。对于有间隙的双层石墨烯,我们发现,对于当前的实验条件下,屏蔽的无序势的波动的幅度的顺序是(或往往大于)的固有间隙$Δ$诱导的垂直电场的应用。我们计算了交叉化学势,$Δ_{\rm cr}$,将绝缘状态与其中双层石墨烯样品的面积的不到一半是绝缘的绝缘状态分开。我们发现,目前的实验大多是在与$Δ_{\rm cr}<<Δ$的澄清制度。与$Δ$相比,$Δ_{\rm cr}$的巨大抑制为理论带隙$Δ$和实验提取的传输带隙之间的大差异提供了可能的解释。
2011-10-05 cond-mat.mes-hall
Conductance through disordered graphene nanoribbons: Standard and anomalous electron localization
研究了锯齿形和扶手椅型石墨烯纳米带中无序的存在所产生的电导涨落。我们表明,量子输运在锯齿形纳米带发生通过边缘状态是指数本地化,在标准的安德森局域化问题,而扶手椅纳米带的石墨烯亚晶格的对称性产生异常本地化,或离域。我们发现,这两种不同的电子局域化导致锯齿形和扶手椅型纳米带之间的电导统计的显着差异。特别是,扶手椅纳米带显示非常规的大电导波动相对于安德森本地化的电子。我们计算分析这两种类型的带的电导的完整分布。没有自由拟合参数,我们验证了我们的理论结果进行数值模拟无序锯齿形和扶手椅纳米带的实验可实现的长度和宽度。
2013-11-25 cond-mat.mes-hall