Graphene stabilization of two-dimensional gallium nitride
石墨烯之外的二维（2D）材料的光谱为研究凝聚态物理中的新现象提供了一个显着的平台。在这些材料中，层状六方氮化硼（hBN）具有宽带隙能量（~5.0-6.0 eV），已明确确定2D氮化物是推进新型器件的关键1。然而，一个差距，仍然存在的理论预测的2D氮化物超越hBN和实验实现这样的结构。在这里，我们展示了通过一种新的迁移增强封装生长（MEEG）技术，利用外延石墨烯的二维氮化镓（GAN）的合成。我们从理论上预测和实验验证，通过MEEG生长的二维GAN的原子结构是显着不同的报道理论。此外，我们确定石墨烯在稳定直接带隙（近5.0 eV），2D屈曲结构中起着关键作用。我们的研究结果提供了一个基础，发现和稳定的新的二维氮化物，难以通过传统的合成。
2016-05-12 cond-mat.mtrl-sci
Beyond Graphene: Low-Symmetry and Anisotropic 2D Materials
低对称性二维材料--如ReS $_2$和ReSe $_2$单层、黑磷单层、IV族单硫属化物单层、硼化物等--具有比石墨烯、六方氮化硼和过渡金属二硫属化物的蜂窝晶格更复杂的原子结构。这些新兴材料的对称性降低，产生了不均匀的电子，光学，谷和自旋响应，以及全新的性质，如铁弹性，铁电性，磁性，自旋波现象，大非线性光学性质，光电效应和超导性。新的电子拓扑性质，非线性弹性性质和结构相变也可以发生由于低对称性。“超越石墨烯：“低对称性和各向异性二维材料”专题旨在突出这些新兴材料的最新实验和理论研究。
2020-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Beyond the upper limit of magnetic anisotropy in two-dimensional transition metal dichalcogenides
探索二维材料（如石墨烯和过渡金属二硫属化物）中磁各向异性的上限是自旋电子学研究的核心。在本文中，原子尺度的垂直磁各向异性高达每原子100毫电子伏的数量级，这是远远超过通常获得的值在石墨烯和原始的过渡金属二硫属化物，证明在个别钌和锇吸附原子在二硫化钼中的单硫空位。我们进一步提出了一个唯象模型，其中涉及钼a1和吸附原子e'轨道之间的杂化的自旋态转变是磁化重取向的一种可能机制。
2016-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Theory of 2D crystals: graphene and beyond
本教程回顾介绍了二维（2D）晶体的基本理论方面的概述。我们修改了石墨烯的基本方面和半导体2D材料的新家族，如过渡金属二硫属化物或黑磷。各种材料的最小理论模型。一些令人兴奋的新的可能性提供的二维晶体进行了讨论，如操纵和控制的量子自由度（自旋和赝自旋），限制激子，控制的电子和光学性质与应变工程，或非常规超导相。
2017-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic Structures of Hybrid Graphene/Phosphorene Nanocomposite
将二维单分子层的电子结构结合到杂化纳米复合材料中，有望显示出超越其单一组分的新性质。本文采用第一性原理计算研究了石墨烯/磷烯杂化纳米复合材料的结构、电子和光学性质。事实证明，弱范德华相互作用在石墨烯和磷烯之间占主导地位，并保留了它们的固有电子性质。混合石墨烯和磷烯纳米复合材料在石墨烯的狄拉克点处显示出可调的带隙，并且随着界面距离的减小，石墨烯从空穴到电子的转变。石墨烯与磷烯之间的电荷转移在杂化石墨烯和磷烯纳米复合材料中诱导界面电子空穴对，具有增强的可见光响应。
2014-11-06 cond-mat.mtrl-sci
Silicene Beyond Mono-layers - Different Stacking Configurations And Their Properties
我们使用最先进的从头计算密度泛函理论计算的基础上的几何和电子性质的多层硅烯在不同的堆叠配置进行了计算研究。在这项工作中，我们研究了这些属性的演变与增加层数（n）范围从1到10。虽然单层硅烯具有与石墨烯相似的性质，但我们的研究结果表明，多层硅烯的几何和电子性质与多层石墨烯的几何和电子性质有着显著的不同。我们观察到，在硅烯的多层中的层之间存在强的层间共价键，而不是存在于石墨烯层之间的弱范德华键。层间键合强烈影响这些多层膜的几何和电子结构。与双层石墨烯一样，具有两种不同堆叠构型AA和AB的硅烯分别在费米能级附近表现出线性和抛物线色散。然而，与石墨烯不同，对于硅烯的双层，这些色散曲线在能带图中移动;这是由于后者中存在强的层间键合。当n > 3时，我们研究了具有AAAA、AABB、ABAB和ABC四种不同堆叠构型的多层膜的几何和电子性质。我们的结果表明，所有的多层考虑的内聚能是能量稳定的。此外，我们还发现含有四面体配位的三种堆积构型（AAAA、AABB和ABC）的结合能比Bernal（ABAB）堆积构型的结合能高得多。这与多层石墨烯的情况相反，其中ABAB被报道为最低能量构型。
2012-10-17 cond-mat.mtrl-sci
The role of surface chemical reactivity in the stability of electronic nanodevices based on two-dimensional materials "beyond graphene" and topological insulators
在这里，我们研究了对环境气体的表面化学反应性对纳米器件的性能的影响，基于二维材料“超越石墨烯”和新的拓扑相的物质。虽然观察到硅烯和磷烯在环境条件下的表面氧化，随后降低了载流子的迁移率，但具有硒化铟、铋硫属化物和过渡金属二硫属化物的活性通道的纳米器件在空气中是稳定的。然而，暴露于空气中的硒化铟由于Se空位上的水分解而遭受p型掺杂，而过渡金属二硫属化物中的载流子的低迁移率增加了纳米器件的响应时间。相反，铋硫族化物需要控制晶体质量，这可能是扩大规模的严重障碍。
2018-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
An atomistic insight into moiré reconstruction in Twisted Bilayer Graphene beyond the magic angle
本文通过理论与数值分析揭示扭曲双层石墨烯在高于魔角时仍存在显著的莫尔重构，并提出追踪莫尔胞随应变演化的方法，为扭曲电子学应用提供关键理解。
2023-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Upscaling High-Quality CVD Graphene Devices to 100 Micron-Scale and Beyond
我们描述了一种用于转移超大规模CVD生长的石墨烯片的方法。这些样品可以制造为几厘米大的$^2$和其特征在于由SiO $_2$基板上的磁输运测量。我们开发的工艺非常有效，并且通过金属剥离一直限制对石墨烯的损伤，如载流子迁移率测量和量子霍尔效应的观察所示。示出的电荷中性点急剧移动到接近零的栅极电压后，2步制造后退火工艺，这也允许大大减少滞后。
2017-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photon mediated energy, linear and angular momentum transport in fullerene and graphene systems beyond local equilibrium
本研究利用非平衡格林函数方法，基于紧束缚模型，揭示了电磁场介导的C$_{60}$与石墨烯纳米带间能量、动量及角动量输运，发现电流增强范德瓦尔斯力，且旋转载流石墨烯带的涨落力与力矩远超静态毕奥-萨伐尔定律。
2024-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Going beyond copper: wafer-scale synthesis of graphene on sapphire
石墨烯在电子学、光电子学和光子学中的采用受到以下阻碍：难以在技术相关的衬底上获得高质量的材料、超过晶片级尺寸并且金属污染水平与工业要求兼容。迄今为止，石墨烯在绝缘衬底上的直接生长已被证明是具有挑战性的，通常需要金属催化剂或产生有缺陷的石墨烯。在这项工作中，我们展示了一种无金属的方法，在市售的反应器中，通过化学气相沉积（CVD）在c平面蓝宝石衬底上获得高质量的单层石墨烯。我们通过低能电子衍射（LEED）、低能电子显微镜（LEEM）和扫描隧道显微镜（STM）测量确定蓝宝石的富Al重构根31 R9对于获得外延石墨烯是至关重要的。拉曼光谱和电输运测量揭示了高质量的石墨烯，其迁移率始终高于2000 cm 2/Vs。我们将该工艺扩展到4英寸和6英寸的晶圆尺寸，并证明金属污染水平在后端线（BEOL）集成的限制范围内。这里介绍的生长过程建立了一种在技术上可行的基础上合成晶片级石墨烯膜的方法。
2019-07-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
First-principles study of two-dimensional van der Waals heterojunctions
石墨烯和其他二维材料，如硅烯、锗烯、磷烯、六方氮化硼（h-BN）、石墨碳氮化物（g-C3 N4）、石墨氧化锌（g-ZnO）和二硫化钼（MoS 2）等，由于其优异的性能和广泛的应用，近年来引起了人们极大的兴趣。展望这一领域之外，将二维材料的电子结构结合在范德华异质结中也出现了广泛的理论和实验研究，以探索其单一组分之外的一些新特性和潜在应用。本文综述了我们近年来利用密度泛函理论对石墨烯/硅、石墨烯/磷、石墨烯/g-ZnO、石墨烯/MoS 2和g-C3 N4/MoS 2等二维范德华异质结的结构、电子、电学和光学性质的理论研究。我们的理论模拟，设计和计算表明，新的二维范德华异质结提供了一个充满希望的未来的电子，电化学，光伏，光响应和存储器件的实验。
2015-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Beyond Lithium-Ion Batteries: Are Effective Electrodes Possible for Alkaline and Other Alkali Elements? Exploring Ion Intercalation in Surface-Modified Few-Layer Graphene and Examining Layer Quantity and Stages
本研究利用密度泛函理论（DFT）探究碱金属与碱土金属在表面修饰少层石墨烯中的离子嵌入机制，发现能量有利的新位点及层数影响，为超越锂离子电池的电极材料设计提供理论基础。
2024-05-20 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Melting of Partially Fluorinated Graphene: From Detachment of Fluorine Atoms to Large Defects and Random Coils
氟化石墨烯的熔化是非常不寻常的，并且强烈地依赖于熔融的程度。对于低于1000 K的温度，完全氟化的石墨烯（FFG）比石墨烯更热机械稳定，但在T $_m\approx$ 2800 K时，FFG转变为无规卷曲，其几乎是石墨烯的熔融温度（即5300 K）的两倍。对于氟化石墨烯（PFG），高达30%的波纹在2000 K左右导致单个F原子的分离，而对于40- 60%的波纹，超过1500 K时形成大的缺陷，并且超过60%的PFG原子保持与石墨烯键合直到熔化。结果同意最近的实验上的依赖性的可逆性的过程中的百分比的反式。
2013-12-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phase transitions in two tunnel-coupled HgTe quantum wells. Bilayer graphene analogy and beyond
碲化汞量子阱具有显着的物理特性，例如量子自旋霍尔态和石墨烯的“单谷”类似物，这取决于它们的层厚度和势垒成分。然而，双碲化汞量子阱还包含更多迷人的和尚未揭示的功能。在这里，我们报告的量子相变的隧道耦合碲化汞层分离的碲化镉势垒的研究。我们证明，这个系统有一个3/2的伪自旋自由度，它具有一些特定的属性与自旋相关的碲化汞层之间的耦合。我们发现了一个特定的金属相在很宽的范围内的碲化汞和碲化镉层的厚度，其中一个无隙体和一对螺旋边缘状态共存。该相具有双层石墨烯的一些性质，例如非常规的量子霍尔效应和电可调带隙。在这个“双层石墨烯”阶段，电场打开带隙并驱动系统进入量子自旋霍尔态。此外，我们发现了一种新的量子相变所产生的第二类电子和空穴的子带之间的相互反转。这项工作为基于多层拓扑绝缘体的新型材料铺平了道路。
2016-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical conductivity of disordered graphene beyond the Dirac cone approximation
本文在狄拉克锥近似下系统地研究了无序石墨烯的光学电导率和态密度。在全π带紧束缚模型的框架下，利用Kubo公式计算了石墨烯的光学电导率.考虑了不同类型的非相关和相关无序，如随机或高斯势，随机或高斯最近邻跳跃参数，随机分布的空位或它们的团簇，以及随机吸附的氢原子或它们的团簇。对于足够大的浓度的共振杂质，一个新的峰值的光学电导率被发现，与中间带隙状态和主π带的范霍夫奇点之间的跃迁。我们进一步讨论了掺杂对光谱的影响，并发现少量的共振杂质足以获得光谱的红外部分中的电导率的背景贡献，与最近的实验一致。
2011-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Polarization of graphene in a strong magnetic field beyond the Dirac cone approximation
本文研究了超出狄拉克锥近似的强磁场中石墨烯的激发谱。动力学极化率是使用一个完整的$π$带紧束缚模型，其中的磁场的影响占通过Peierls替代。在无规相位近似下考虑了电子-电子相互作用的影响，得到了修饰极化函数和介电函数。研究了连续近似下朗道能级量子化的有效范围，以及范霍夫奇异点附近谱的非平凡量子化。我们进一步讨论了无序的影响，这导致了拖尾的吸收峰，和温度，这激活了额外的朗道能级间跃迁诱导的费米分布函数。
2012-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Unzipping graphene: Extendend defects by ion irradiation
石墨烯未来的许多应用都需要在其完美的晶格中可控地引入缺陷。高能离子提供了一种实现这一具有挑战性的目标的方法。具有100 MeV范围内的动能的单个重离子将在电介质上产生纳米尺寸的缺陷，但通常不在晶体金属表面上产生。在金属中，离子诱导的电子激发在能量转移到晶格原子之前被传导电子有效地耗散。因此，除了点缺陷的产生之外，石墨烯预计不会是辐射敏感的。在这里，我们表明，介电基板上的石墨烯维持重大修改，如果在倾斜角度下照射。由于石墨烯层中的缺陷产生和衬底中的小丘产生的组合，石墨烯沿着离子轨道分裂和折叠，产生双层纳米带。我们的研究结果表明，石墨烯器件的辐射硬度是值得怀疑的，但也开辟了一种新的方式，以可控的方式引入扩展的低维缺陷。
2010-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Hopping-Mediated Charge Transport in Graphene Beyond the Ballistic Regime
State University of Campinas（坎皮纳斯州立大学）；University of Brasília（巴西利亚大学）
本文提出了一种基于轨迹解析的框架，用于研究石墨烯及相关二维碳材料在非理想弹道和完全相干极限下的电荷输运，通过动能蒙特卡罗跃迁模拟，结合杂质、热激活和外部场的影响，计算电流和有效透射率。
2026-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dramatic effects of vacancies on phonon lifetime and thermal conductivity in graphene
了解2D材料，特别是石墨烯中的热传输是热管理和能量转换设备设计的关键挑战。在这些材料中，测量的输运性质对结构缺陷、波纹和空位的高灵敏度是至关重要的。使用基于第一原理的方法结合一个确切的治疗的障碍，我们解决的影响，空位声子寿命和热输运在石墨烯。我们发现，微扰理论完全失败，高估了声子寿命近两个数量级。同时，在有缺陷的石墨烯中，LA和TA模式保持良好定义，ZA模式变得边缘化。在长波长的限制，ZA的色散从二次线性和散射率的变化被发现成正比的声子能量，在二次缩放往往假设相反。对热输运的影响，计算超过弛豫时间近似，包括第一原理声子-声子散射率，如最近报道的原始石墨烯，揭示了壮观的效果，即使是极低的空位浓度。
2019-05-16 cond-mat.mtrl-sci
Thermomechanical properties of graphene: valence force field model approach
使用Perebeinos和Tersoff [Phys. Rev. B { \bf 79}，241409（R）（2009）]的价力场模型，研究了受到拉伸或压缩应变的悬浮石墨烯的不同能量模式。通过进行蒙特卡罗模拟，发现：i）仅对于小应变（$|\varepsilon| \lessapprox 0.02$）总能量在应变中是对称的，而在超过该阈值时其表现完全不同; ii）拉伸实验中重要的能量贡献是拉伸、角度弯曲、面外项和提供对$π-π$未对准的排斥的项;（3）在压缩实验中，后两项迅速增加，超过屈曲转变，拉伸能和弯曲能为常数; iv）根据拉伸-压缩模拟，我们计算了室温下的杨氏模量350 $\pm3.15$ 1，N/m，与实验结果吻合较好（340 $\pm50$ \，N/m）和从头算结果[322-353]\，N/m; v）摩尔热容估计为24.64 μ J/mol $^{-1}$ K $^{-1}$，其与Dulong-Petit值，即24.94 μ J/mol，J/mol $^{-1}$ K $^{-1}$，并且几乎与应变无关; vi）在有限温度下从高度-高度相关性获得非线性标度性质; vii）所使用的价力场模型导致石墨烯的温度无关的弯曲模量，以及viii）Gruneisen参数估计为0.64。
2012-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Opportunities in Electrically Tunable 2D Materials Beyond Graphene: Recent Progress and Future Outlook
在二维和层状材料的兴趣继续扩大，由单个原子层的引人注目的性能，可以堆叠和/或扭曲成合成异质结构的驱动。大量的电子性质以及许多不同准粒子的出现，包括等离子体激元、极化激元、trions和具有大的可调结合能的激子，所有这些都可以通过电手段控制和调制，已经引起了许多器件应用。此外，这些材料表现出室温自旋和谷极化、磁性、超导性、压电性，这些都复杂地取决于这些材料的组成、晶体结构、堆叠、扭转角、层数和相。从单个块状晶体剥离的石墨烯的初步结果激发了宽区域、高纯度合成和具有原子级清洁界面的异质结的发展。现在，通过将这种设计空间开放给“超越石墨烯”的新型合成二维材料，有可能探索为电可调器件设计新型异质结构的未知机会。为了充分揭示这些原子级薄材料在实际应用中的新兴功能和机会，本文重点介绍了几个具有代表性和值得注意的研究方向，在使用电气手段来调整这些上述物理和结构特性，重点讨论了近年来石墨烯以外的二维材料在可调谐器件中的主要应用，并展望了未来的发展趋势。未来十年
2021-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The First Magic Angle Beyond the Chiral Limit in Twisted Bilayer Graphene
Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM)（墨西哥国立自治大学）；NYU Shanghai（纽约大学上海分校）；NYU-ECNU Institute of Physics at NYU Shanghai（纽约大学上海纽约大学物理研究所）；Hainan University（海南大学）；IMDEA Nanoscience（IMDEA纳米科学研究所）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）
本文通过平方哈密顿量方法研究超越手性极限的双层转角石墨烯，发现晶格弛豫使约束势近均匀且隧穿比接近特殊点，解释了第一个魔角稳健而高阶魔角失稳的机制。
2026-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain Enhanced Superconductivity in Li-Doped Graphene
我们提出了一种新的方法来提高电子-声子耦合常数和临界超导温度的石墨烯，显着超过所有报道的值。利用密度泛函理论，探讨了拉伸双轴应变对锂嵌入石墨烯的应用效应。与非应变锂插层石墨烯相比，吸附原子和应变的存在这两种效应一起触发临界温度的增强，高达300\%。
2014-12-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
High-Speed Graphene-based Sub-Terahertz Receivers enabling Wireless Communications for 6G and Beyond
针对6G及未来无线通信的容量需求，本文提出基于石墨烯的紧凑型亚太赫兹接收器，通过谐振腔设计提升性能，实现了数Gbps速率、40GHz带宽，可满足6G的SWaP要求，支持短距高速通信场景。
2024-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Non-adiabatic Kohn-anomaly in a doped graphene monolayer
我们计算，从第一性原理，E2 g，伽马声子（拉曼G带）的石墨烯的频率，作为电荷掺杂的函数。计算使用i）绝热Born-Oppenheimer近似和ii）含时微扰理论来探索超过该近似的动力学效应。这两种方法提供了非常不同的结果。而绝热声子频率对掺杂的依赖性很弱，动态声子频率则由于Kohn反常而迅速变化。绝热近似被认为在大多数材料中是有效的。在这里，我们表明掺杂的石墨烯是一个壮观的例子，这种近似悲惨地失败了。
2006-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Generalized high-energy thermionic electron injection at graphene interface
跨越高界面势垒的石墨烯电子电子发射涉及驻留在远离狄拉克点的高能电子，在狄拉克点处，能带结构的狄拉克锥近似破裂。在这里，我们构建了一个全带模型超越了简单的狄拉克锥近似的高能电子在石墨烯中的电子注入。我们表明，基于狄拉克锥近似的电子发射模型是有效的，只有在石墨烯/半导体肖特基界面工作在室温附近，但在涉及高能电子的情况下，如石墨烯/真空界面或异质结在光子吸收的存在下，需要全带模型来解释在高电子能量的能带结构非线性。我们确定了一个临界势垒高度，$Φ_B^{(\text{c})} \approx 3.5$ eV，超过这个临界势垒高度，狄拉克锥近似从低估过渡到高估。在石墨烯/真空界面处的高温电子发射区中，与更精确的全带模型相比，狄拉克锥近似严重高估了电流和热流密度超过50%。两种模型之间的巨大差异证明使用石墨烯为基础的电子冷却器。这些发现揭示了狄拉克锥近似在石墨烯中高能电子的电子注入中的谬误。这里开发的全带模型可以很容易地推广到其他2D材料，并将提供一个改进的理论途径，为准确的分析，建模和设计石墨烯基电子能量器件。
2019-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Kondo resonance from vacancies in graphene
利用从转子平均场论，研究了空位诱导石墨烯中近藤共振的形成。在狄拉克中性点，我们发现临界杂交强度超过近藤共振发生，尽管消失的状态密度。我们还发现近藤峰的线形与正常金属基质中的洛伦兹峰完全不同。近藤温度对自旋场的有效杂化参数的依赖关系是线性的，而在正常金属中是二次依赖关系。掺杂后，我们发现强烈的电子-空穴不对称性的依赖近藤温度的化学势。
2013-08-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nonlinear thermal transport and negative differential thermal conductance in graphene nanoribbons
采用经典分子动力学方法研究了石墨烯纳米带的非线性热输运。对于GNRs，在超过线性响应范围的大温度偏压下，我们观察到负微分热导（NDTC）的开始。NDTC可通过改变施加温度偏置的方式来调节。随着GNR长度的增加，NDTC减小并最终消失。在三角形GNRs中，我们也观察到了NDTC，其中NDTC只存在于热流从窄端到宽端的情况下。这些效应在纳米级热管理和利用GNRs的热信号处理中可能是有用的。
2011-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermolubricity of Xe monolayers on graphene
用石英晶体微天平（QCM）研究了在25 ~ 50 K温度范围内沉积在石墨烯上的石墨烯单分子膜的纳米摩擦。石墨烯通过化学气相沉积生长，并用聚合物印模转移到QCM电极。在低温下，Xe单层完全固定在石墨烯表面。高于30 K时，薄膜开始滑动，脱钉起始覆盖率随温度的升高而降低。在裸金上重复的类似测量显示出增强的Ni-P膜的滑移和低于25 K的脱钉温度的降低。氪和氮的纳米摩擦测量证实了这种情况。这种热致伸缩行为的解释，在最近的理论的吸附岛和晶体衬底之间的静摩擦的尺寸依赖性。
2013-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Etching and Narrowing of Graphene from the Edges
大规模石墨烯电子器件需要窄石墨烯纳米带（GNR）的光刻图案化以用于器件集成。然而，传统的光刻只能可靠地图案化受光刻分辨率限制的~ 20 nm宽的GNR阵列，而亚5 nm的GNR对于室温下的高开/关比场效应晶体管（FET）是期望的。在这里，我们设计了一种气相化学方法来从边缘蚀刻石墨烯，而不会损坏其基面。该反应涉及石墨烯在轻微还原环境中的高温氧化，以提供受控的蚀刻速率（\leq ~ 1 nm/min）。我们用光刻法制备了~20- 30 nm宽的GNR阵列，并使用气相蚀刻化学将带窄到<10 nm。首次在室温下实现了高达~10^4的高开/关比，用于使用来自光刻图案化和窄化的亚5 nm宽GNR半导体构建的FET。我们的受控蚀刻方法开辟了一种化学方法，可以控制各种石墨烯纳米结构的尺寸，超出了自顶向下光刻的能力。
2010-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Excitation spectrum and high energy plasmons in single- and multi-layer graphene
在本文中，我们研究了单层和多层石墨烯的激发光谱超越狄拉克锥近似。采用全$π$能带紧束缚模型计算了石墨烯的动力学极化率，并考虑了层间跳跃的可能性。在无规相位近似下考虑了电子-电子相互作用的影响。我们进一步讨论了光谱中的无序效应，这导致了吸收峰的拖尾。我们的研究结果表明，相对于石墨的单层石墨烯的$π$ -等离子体激元分散的红移，与实验结果一致。在多层石墨烯的动力学哈密顿量中包含层间跳跃被发现对于适当地捕获激发光谱的低能区域是非常重要的。
2011-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
