Creation of particle-hole superposition states in graphene at multiphoton resonant excitation by laser radiation
研究了激光场作用下石墨烯带间跃迁的多光子共振激发建立电子-空穴相干叠加态的非线性动力学。在多光子共振近似下计算了这种量子化系统的单粒子含时密度矩阵。分析了在多光子激光激发下，石墨烯中费米-狄拉克海的拉比振荡与时间、动量和光子数的关系。
2011-12-07 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Ballistic transport in graphene beyond linear response
定量描述了在石墨烯中由电场相干产生粒子-空穴激发的过程，超越了线性响应。我们利用紧束缚模型计算了在弹道机制下电场E的电流密度、电子对数目和能量的演化。而对于小的弹道飞行时间，电流在E中是线性的并且与时间无关，对于较大的弹道飞行时间，电流增加，并且最终在更大的时间处发生布洛赫振荡。它示出的对的数量如下的二维广义的Schwinger的创建率仅在某些时间段上的前因子不同，使用渐近公式。
2009-09-15 cond-mat.mes-hall
Nanopore creation in graphene at the nanoscale for water desalination
本文提出利用氩等离子磁控溅射在石墨烯中可控创建纳米孔，并设计了一种带纳米孔的双石墨烯电极水过滤装置，实现了最高渗透率、近100%盐截留率及力学性能提升，对开发海水淡化膜意义重大。
2023-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Driven quantum tunneling and pair creation with graphene Landau levels
石墨烯朗道能级之间的驱动隧穿在理论上与真空中产生电子对的过程有关，这是量子电动力学（QED）的一个预测。朗道能级是通过存在垂直于石墨烯单层的强的、恒定的量化磁场而产生的。在量子电动力学和石墨烯中低能激发的描述之间的形式类比之后，完全相互作用的狄拉克方程的解被用来计算由圆偏振场或线偏振场驱动的电子-空穴对的产生。这是通过耦合通道法，一个数值方案的解的时间依赖的狄拉克方程中存在的束缚态。首先考虑单色驱动场的情况，其次是脉冲激励的更现实的情况。我们表明，脉冲持续时间产生的最大对产量的实验控制参数。对产量的数量级给出了实验上可实现的磁场和激光强度弱到足以保持朗道能级结构。
2016-06-17 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Creation and control of valley currents in graphene by few cycle light pulses
本文提出利用少周期THz光脉冲在石墨烯中产生并控制100%谷极化电流，通过“全局”载波包络相位控制电流大小和方向，为meV带隙系统的“THz谷电子学”提供了新途径。
2024-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Creation of quasiparticles in graphene by a time-dependent electric field
研究了在空间均匀含时电场作用下，石墨烯真空态产生无质量准粒子对的过程。为此目的，（2+1）维量子电动力学的形式主义适用于一个非平稳背景的情况下，允许任意时间依赖的S-矩阵制定的问题。每单位石墨烯面积产生的对的数量通过具有满足$t\to-\infty$的一些初始条件的复频率的振荡器类型的二阶微分方程在$t\to\infty$处的渐近解来表示。所得结果适用于特定依赖于时间的电场，并给出了Dirac方程的精确解。根据电场的参数，在各种不同的制度下分析计算每单位面积产生的对的数量。作为我们的形式主义的一个特殊情况下，我们的形式主义的调查较早的情况下，静态电场。结果表明，在一个时间依赖的字段的创建率往往大于在一个静态的字段。
2013-06-08 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
Transport in a Clean Graphene Sheet at Finite Temperature and Frequency
我们计算了一个干净的石墨烯片在有限的温度下从紧束缚模型的电导率。我们得到了一个有限值的直流电导率在零温度。对于有限的温度，自发的电子-空穴产生，负责在零温度下的有限的电导率，被洗出和直流电导率产生零。我们的研究结果与基于石墨烯的场论模型的计算结果一致。
2008-07-04 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium Excitations and Transport of Dirac Electrons in Electric-Field-Driven Graphene
利用非平衡格林函数方法研究了直流电场驱动下电中性石墨烯的非平衡激发和电荷输运。由于消失的费米面，电子受到非平凡的非平衡激发，例如电子-空穴对的高度各向异性动量分布，类似于施温格效应。我们发现，电子空穴激发，启动的朗道-齐纳隧道与超线性IV关系$I \propto E^{3/2}$，达到一个稳定的状态为主的耗散由于光学声子，导致在边缘次线性IV与$I \propto E$，与最近的实验。当石墨烯远离狄拉克点掺杂时，线性IV开始显示电流饱和的迹象，并且恢复饱和速度的半经典关系。详细讨论了稳态极限下非平衡电荷的产生以及电子-声子散射率与电场的关系。我们解释了如何恢复狄拉克点附近的表观欧姆IV。我们提出了一种机制，其中特殊的非平衡电子-空穴的创建可以利用在一个新的红外设备。
2018-05-20 cond-mat.mes-hall
Influence of Disorder on Electron-Hole Pair Condensation in Graphene Bilayers
石墨烯双层可以凝聚成具有支持无耗散逆流超电流的自发层间相位相干性的状态。在这里，我们解决的石墨烯双层平均场和Kosterlitz无临界温度的无序的影响，并报告一个简单的标准对凝聚的生存。
2008-08-08 cond-mat.mes-hall
Toward the creation of terahertz graphene injection laser
我们研究了室温和稍低温度下石墨烯p-i-n结构中与电子和空穴注入相关的粒子数反转效应。假设电子和空穴的复合和能量弛豫主要与光学声子辅助的带间和带内过程有关。计算了电子-空穴和光学声子的有效温度随外加电压的变化关系、电流-电压特性以及随频率变化的动态电导率。特别是，我们表明，在低和中等电压的注入可以导致显着的冷却的电子空穴等离子体在设备的i-部分的温度低于晶格温度。然而，在较高的电压下，电压依赖性可能是模糊的，表现出S形。结果表明，频率依赖的动态电导率可以是负的太赫兹范围内的频率在一定值的施加电压。电子-空穴等离子体冷却显著增强了负动态电导效应，促进了太赫兹激光的实现。另一方面，光学声子系统的加热也是影响室温下实现负动态电导和太赫兹激光的关键。
2011-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Amplification of Cooper pair splitting current in a graphene based Cooper pair beam splitter geometry
受最近实验的启发[Scientific reports 6，23051（2016），Phys.Rev.Lett. 114，096602（2015）]，我们理论上研究了基于石墨烯的库珀对分束器几何结构中的库珀对分裂电流。通过将石墨烯基超导体视为纠缠器件，而不是正常的（2D）BCS超导体，我们表明，交叉Andreev过程介导的库珀对分裂电流相比于其正常的超导体对应物被放大。与通常的2D超导体相比，这种放大归因于从石墨烯基超导体经由相同的量子点到铅的局部正常Andreev反射过程（由库珀对分裂引起）的强烈抑制。由于未掺杂的石墨烯在狄拉克点处的态密度消失，在这里考虑掺杂的石墨烯基超导体，并且观察到与通常的2D超导体相比，库珀对分裂电流对掺杂水平非常不敏感。非局域自旋纠缠电子的输运过程还取决于电子-空穴配对的类型，即电子-空穴配对是在原位、在亚晶格间还是两者的组合。石墨烯的子晶格间配对导致最大非局域库珀对分裂电流，而两种配对的存在降低了库珀对分裂电流。
2017-09-07 cond-mat.mes-hall
Electron-electron and electron-hole pairing in graphene structures
考虑了掺杂石墨烯中由于面内和面外声子引起的电子超导配对。结果表明，谷空间中的序参量的结构对配对的条件有很大的影响。还考虑了强耦合机制下石墨烯双层中的电子-空穴配对。考虑到屏蔽库仑对势的延迟，电子-空穴的直接吸引力与虚等离子体激元和单粒子激发引起的排斥力之间存在明显的竞争。
2010-05-26 cond-mat.mes-hall
Aviram-Ratner rectifying mechanism for DNA base pair sequencing through graphene nanogaps
我们证明，生物分子，如沃森-克里克DNA碱基对可以作为生物Aviram-Ratner整流器，因为空间分离和弱氢键之间的核碱基。我们已经进行了并行计算的从头算非平衡格林函数（NEGF）理论，以确定石墨烯-碱基对-石墨烯结的电响应。结果显示吸附在石墨烯纳米间隙上的胞嘧啶-鸟嘌呤碱基对的不对称（整流）电流-电压响应。与此形成鲜明对比的是，我们发现胸腺嘧啶-腺嘌呤的反应是对称的。我们建议将电流-电压响应的不对称性作为传感标准应用于通过石墨烯纳米间隙进行快速DNA测序的技术挑战。
2012-02-17 cond-mat.mes-hall
The effect of microscopic scattering on the nonlinear transmission of terahertz fields through monolayer graphene
本文利用载流子动力学的微观理论研究了室温下n掺杂单层石墨烯的非线性太赫兹响应。我们的紧束缚模型在长度规范中处理载流子-场相互作用，包括声子以及短程中性杂质散射，并充分考虑了Dirac点附近石墨烯的固有非线性响应。在微观上处理每个相互作用使我们能够将电流削波、声子产生和弹性杂质散射的贡献分开。虽然中性杂质散射和声子散射都是高度依赖于能量的，但我们发现它们对导带电子动力学的影响非常不同，并且它们可以一起帮助解释有关场依赖的太赫兹通过石墨烯传输的实验结果。
2018-11-07 cond-mat.mes-hall
Ballistic transport, chiral anomaly and emergence of the neutral electron - hole plasma in graphene
采用动态“一次量子化”方法定量描述了石墨烯中电场作用下粒子-空穴激发的相干产生过程。我们用紧束缚模型计算了在弹道区的电流密度、电子对数目和能量的演化。计算了直流和交流电场强度$E$的三阶级数。我们展示了远离两个狄拉克点的物理如何以线性响应进入各种物理量，以及它如何与手征反常相关。得到了三次谐波和电导率的虚部。结果表明，在一定的时间尺度$t_{nl}\propto E^{-1/2}$的物理行为显着变化和微扰理论打破。除了线性响应物理探索使用的第一个量子化方程的精确解。而对于小电场，I-V曲线是线性的，其特征在于通用的最小电阻率$σ=π/2(e^{2}/h)$ %，在$t>t_{nl}$处，电导率快速增长。大量的电子对产生（速率为$E^{3/2}$），类似于QED中Schwinger从真空中产生的电子-正电子对，导致在$t_{nl}$阶的弹道时间产生电子-空穴等离子体。这一过程由弛豫复合终止。
2010-04-07 cond-mat.mes-hall hep-th
Eigenfrequencies of the randomly pinned drum and conductivity of graphene
石墨烯是纳米机械应用的方便材料，因为高频振荡很容易获得。在这篇文章中，我们考虑石墨烯在粗糙的基板上附着在随机位置的缺陷。我们探讨了对石墨烯导电性影响最大的低阶声子模的统计特性。我们发现，最近邻间距的低本征频率的Wigner-Dyson概率分布平均后的随机配置的无序。由于电子与膜振荡的相互作用，电子可以转移到更高或更低的能量，这是声子辅助的Tien-Gordon效应的表现。Tien-Gordon效应抑制了石墨烯的导电性。在低费米能级和小尺寸的样品的制度下，观察到电导率的增加，我们指的是克莱因隧穿和电子-空穴对的产生。最终，当透射率的增加变得太显著时，对的产生改变了系统的基态，这表明本文中使用的单粒子狄拉克方程的适用性是有限的。
2012-09-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Thermal and Tunneling Pair Creation of Quasiparticles in Quantum Hall Systems
本文对量子霍尔系统中准粒子在不同填充因子下的热对产生进行了半经典分析。认为杂质产生的库仑势使带隙能大大降低。它还表明，隧道过程变得重要，在低温和强磁场。我们拟合典型的实验数据很好地基于我们的半经典的结果的间隙能量。
1999-07-19 cond-mat.mes-hall
High Efficiency CVD Graphene-lead (Pb) Cooper Pair Splitter
我们在石墨烯基器件中展示了高效率的库珀对分裂。我们利用真正的Y形设计，有效地将分裂通道更紧密地放置在一起：石墨烯被用作中心超导电极以及QD输出通道，这与以前的设计不同，在以前的设计中，传统的超导体与不同材料的量子点（QD）的隧道势垒一起使用。石墨烯中的超导性经由邻近效应诱导，从而导致大的测量超导能隙$Δ=0.5$ meV和长的相干长度$ξ=200$ nm。石墨烯-石墨烯、平坦的、二维的超导体-QD界面降低了量子点的电容，从而增加了充电能量$E_C$（与先前的器件相比）。因此，我们测量的可见度高达96%，分束效率高达62%。最后，该装置利用通过化学气相沉积生长的石墨烯，允许具有增加的复杂性的潜力的标准化装置设计。
2015-06-16 cond-mat.mes-hall
All-electrical creation and control of giant spin-galvanic effect in 1T-MoTe2/graphene heterostructures at room temperature
通过电场设计新的物质状态并控制其电子和自旋电子学性质的能力是现代信息技术的核心，也是二维材料的范德华（vdW）异质结构的最新进展背后的驱动力。在这里，我们利用邻近诱导的Rashba-Edelstein（REE）效应在VDW异质结构的Weyl半金属候选MoTe 2和CVD石墨烯，在那里出现了前所未有的栅极控制开关的自旋电流效应，由于在室温下的有效的自旋-电荷转换。所测得的自旋电流信号的大小被发现是一个数量级大于其他系统，从而产生一个巨大的稀土元素。自旋电流信号的幅度和符号被示出为强烈调制的栅极电场附近的电荷中性点，这可以理解考虑的Rashba自旋轨道耦合诱导的自旋分裂的自旋织构的传导和价带的异质结构。这些发现打开了利用自旋电子存储器和逻辑技术中的自旋电流效应的门控开关的机会，以及在具有门可调功能的vdW异质结构中实现具有新颖自旋纹理的新物质状态的可能性。
2019-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Nonlinear electric transport in graphene with magnetic disorder
在强电场作用下，研究了磁性杂质对石墨烯输运性质的影响。由于电子-空穴对的产生，响应变得非线性并且依赖于磁极化。在顺磁相，时间反演对称性是统计保存，和运输性质是类似的清洁的情况下。在变化，在反铁磁相，该系统经历了一个superdiffusive之间的过渡到subdiffusive扩散的波包，发信号的本地化状态的发展。这个关键政权的特点是由电子状态的外观与多重分形几何附近的差距。局域态密度集中在具有确定的电荷-自旋相关性的大块中。在这种状态下，电导率趋于清洁石墨烯的最小电导率的一半。
2014-06-14 cond-mat.mes-hall
Non-linear graphene optics for terahertz applications
简要介绍了石墨烯的线性电动力学性质--频率依赖电导率、透射光谱和集体激发。考虑自洽场效应和磁场的影响，研究了石墨烯的非线性倍频效应。预测的现象可用于创建微波和太赫兹光学和电子学的新器件。
2008-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mechanical cat states in graphene resonators
我们研究了具有简并弯曲模的对称纳米机械石墨烯谐振器的量子动力学。在两个背栅上施加电压脉冲，可以有选择地激励和操纵膜的弯曲振动。对于石墨烯，非线性响应对于与零点波动的幅度相当的幅度已经变得重要。我们表明，使用分析和数值方法，这允许创建猫一样的叠加相干态以及叠加相干猫一样的非产品状态。
2011-11-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electron-Electron Interactions in Artificial Graphene
石墨烯类系统的创建和调制的最新进展正在引入“设计师狄拉克材料”的科学。在其最初的定义中，人造石墨烯是一种人造纳米结构，由二维电子气中排列在可调节蜂窝晶格中的相同势阱（量子点）组成。随着我们控制人造石墨烯样品质量的能力的提高，对其电子性质的精确理论的需求也在增长，包括电子-电子相互作用的影响。在这里，我们确定这些影响的能带结构和狄拉克点的出现。
2012-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Mesoscopic Klein-Schwinger effect in graphene
本文在石墨烯弹道晶体管中提出并实验观测到介观Schwinger效应，发现夹断强电场在漏极附近诱导电子-空穴对产生，导致普适一维Schwinger电导，为研究电流饱和极限和开展量子电动力学实验提供了新途径。
2023-01-31 cond-mat.mes-hall hep-th
Fabrication of Graphene p-n-p Junctions with Contactless Top Gates
我们开发了一种多层光刻工艺来制造具有非接触式悬浮顶栅新颖几何形状的石墨烯p-n-p结。这种制造过程最大限度地减少了对单原子层的损伤或掺杂，该单原子层仅暴露于常规抗蚀剂和显影剂。该工艺不需要用于沉积栅覆盖层或释放牺牲层的特殊设备，并且与提高器件迁移率的退火过程兼容。使用这种技术，我们制造了具有悬浮的局部顶栅的石墨烯器件，其中高质量石墨烯p-n-p结的产生通过在零和高磁场下的传输数据来确认。
2009-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Plunging in the Dirac sea using graphene quantum dots
数值研究了含时局域场作用下石墨烯量子点中低能载流子的动力学行为。特别是，我们研究了由穿过石墨烯样品的离子提供库仑电场的配置。一个Galerkin的数值方案被引入到解决描述载流子受到空间和时间相关的电磁势的无质量狄拉克方程，并被用来评估场诱导的带间跃迁。结果表明，当离子穿过石墨烯时，电子-空穴对通过绝热对产生机制在避免的交叉点附近动态产生，类似于低能重离子碰撞中的电子-正电子对产生.
2020-09-16 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
A Ballistic Graphene Cooper Pair Splitter
我们报道了在弹道输运机制下，基于石墨烯的封装多端结中库珀对分裂的实验研究。我们的器件由两个横向结组成，即超导体/石墨烯/超导体和正常金属/石墨烯/正常金属结。在这种情况下，通过一个结的电子输运可以通过沿另一个结施加的偏压来调节。我们观察到明确的签名库珀对分裂的本地以及非本地电子输运测量。我们的实验数据可以很好地描述使用修改的Octavio-Tinkham-Blonder-Klapwijk模型和三端分束器模型。
2020-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
How Graphene Is Cut upon Oxidation?
我们的第一性原理计算揭示了石墨烯的氧化切割是通过形成环氧基和羰基对来实现的。直接形成羰基对从边缘位置撕裂石墨烯在能量上是不利的。这种原子图像对于开发有效的石墨烯操纵手段很有价值。提出的环氧树脂对可能与氧化石墨烯上一些长期令人困惑的实验观察有关。
2009-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Schwinger pair creation in Dirac semimetals in the presence of external magnetic and electric fields
讨论了在恒定磁场和电场作用下无质量狄拉克费米子系统的Schwinger对产生过程。电子对的产生率与真空衰变率不同，它是有限的。在最近发现的狄拉克半金属中，出现了无质量的狄拉克费米子，这种对的产生可以通过输运性质在实验上观察到。我们估计了它对半金属普通电导率的贡献。
2016-12-24 cond-mat.mes-hall hep-ph
Relativistic model for electron-hole pairing in the superconducting state of graphene-based materials
我们提出了一种基于石墨烯的模型，通过将狄拉克锥导带的类电子（n）载流子与狄拉克价带的类空穴（p）载流子配对来实现新型的无隙凝聚体。单层石墨烯中的铁磁超导性（FS）或双层石墨烯的相反（n和p）掺杂层之间的配对允许形成这种p-n超导性。对于石墨烯中的FS，在低掺杂水平和高交换场下，p-n冷凝物主导零温度相图。我们发现，p-n配对的p+ ip波对称性提出了一个稳定的凝聚相，它可以覆盖的相图令人惊讶的强交换场。我们的研究揭示了相对论量子物理的特性从根本上影响了铁磁有序和超导电性之间的相互作用。
2012-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coulomb interactions of massless Dirac fermions in graphene; pair-distribution functions and exchange-driven spin-polarized phases
石墨烯中的准二维电子在两个费米点附近的低能区表现为无质量的费米子，服从Dirac-Weyl方程。研究了石墨烯中自旋极化相的稳定性。的交换能量从分析的对分布函数进行评估，并通过一个非常相似的四分量的2D电子流体，这是以前已经调查的相关能量估计。SPP出现足够高的掺杂，当单独的交换能被认为是。然而，发现包含相关性以{ \it抑制}理想石墨烯中的自旋-相变。
2006-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coulomb interaction effects in graphene bilayers: electron-hole pairing and plasmaron formation
本文从理论上研究了电子-电子相互作用的多体效应对双层石墨烯基态和光谱性质的影响。使用基于投影的重整化方法，我们表明，如果一个有限的电压差之间的石墨烯层的电子空穴对可以形成和-在非常低的温度-激子不稳定性可能会出现在双层石墨烯结构。费米面附近的单粒子谱函数表现出突出的准粒子峰，不同于中性（未掺杂）石墨烯双层。远离费米面，我们发现，载流子强烈地与等离子体相互作用，从而引起一个广泛的等离子体峰的角度分辨光电发射光谱。
2012-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Strong enhancement of third harmonic generation in a double layer graphene system caused by electron-hole pairing
研究了双层石墨烯系统非线性电磁响应中电子空穴配对的表现。结果表明，配对的原因出现了一些峰的频率依赖性的强度的三次谐波产生（THG）。最高峰对应于\hbar ω =（2/3）Δ，其中ω是入射波频率，Δ是电子-空穴配对的序参量。具有电子-空穴配对的系统中的THG强度的绝对值比未配对状态下的THG强度大几个数量级。结果表明，在双单层和双双层石墨烯系统中，三倍频强度都有很大的增强。
2017-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dirac fermions in strong electric field and quantum transport in graphene
本文将我们以前关于T常数电场作用下QED中平均电流和能量动量张量的非微扰计算结果推广到任意维。重整化的平均值被发现，真空极化和粒子创造的贡献，这些平均值被隔离在大的T-限制，真空极化的贡献有关的一个循环有效的欧拉-海森堡拉格朗日。奇维的特性被详细考虑。我们适应一般的结果在2+1维的条件下实现的狄拉克模型的石墨烯。我们研究了在低载流子密度和低温下，量子干涉效应是重要的石墨烯中的量子电子和能量输运。我们对石墨烯中量子输运的描述是基于QED中所谓的广义Furry图像，其中强外场被非微扰地考虑在内;这种方法不限于载流子的半经典近似，也不使用玻尔兹曼输运理论中固有的任何统计假设。此外，我们考虑了石墨烯中的平均电磁场的演化，考虑了物质场对外加场的反作用。我们找到相应的Dirac麦克斯韦方程组的解决方案，并与他们的帮助下，我们计算的有效平均电磁场和有效的平均值的电流和能量动量张量。在所提出的方法的框架中，在低和高迁移率石墨烯样品中实验观察到的非线性和线性I-V特性得到了很好的解释，它们的特性基本上是由于所施加的电场从真空中产生的载流子。
2012-11-23 cond-mat.mes-hall hep-th
Superconductivity of electron-hole pairs in a bilayer graphene system in a quantizing magnetic field
研究了基于石墨烯的双层量子霍尔系统中具有自发层间相位相干性的态。这种状态可以被认为是超流电子-空穴对的气体，其中电子-空穴对的组分属于不同的层。这种对的超流通量相当于层中的两个超电流。结果表明，如果各层的朗道能级填充因子产生一定的不平衡，则石墨烯系统中会出现层间相位相干的状态。我们得到的过渡到超流态的温度，最大的层间距离在相位相干是可能的，和临界值的超流。讨论了用石墨烯系统代替GaAs异质结构实现双层电子空穴超导的优点。
2009-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Generalized kinetic equations for charge carriers in graphene
在Born近似下，导出了关于短程杂质势的二维Dirac费米子被杂质散射的分布函数的广义动力学方程组。证明了由经典Boltzmann方程描述的电导率是合理的，其中电子或空穴的散射振幅由于手征性而减小，除了在锥形点附近化学势的指数范围很窄.当在该范围内时，与石墨烯中的电子的准相对论性质相关的无限数量的电子-空穴对的产生导致与玻尔兹曼项相比最小电导率的重正化以及与近藤效应类似的电导率的对数校正。
2007-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Competing zero-field Chern insulators in Superconducting Twisted Bilayer Graphene
魔角扭曲双层石墨烯（MATBG）的发现揭示了超导、磁性和拓扑非平凡相的丰富多样性。在一种材料中存在所有这些相，以及它们的可调谐性，为创造不寻常的栅极可调谐结开辟了新的途径。然而，它们产生所需的条件--零磁场中相位之间的门极感应跃迁--到目前为止还没有实现。在这里，我们报告的第一个实验演示的设备，既是零场陈省身绝缘体和超导体。在hBN非对准MATBG器件中，陈氏绝缘体出现在莫尔单元填充因子v = +1附近，并通过异常霍尔效应表现出来。该绝缘体的Chern数C = ± 1，居里温度Tc = 4.5K。从该状态的栅极调谐离开暴露出临界温度高达Tc = 3.5 K的强超导相。在B > 0.5 T的垂直磁场中，我们观察到了/C/= +1的陈氏绝缘体从陈氏数C = +-1到C = 3的跃迁，其特征是一个量子化的霍尔平台，Ryx = h/3e ~ 2。这些观察结果表明，相互作用引起的对称性破缺在MATBG导致零场基态，包括几乎退化和密切竞争的陈氏绝缘体，并与较大的陈氏数的状态耦合最强烈的B-场。通过提供允许磁相和超导相之间的门诱导跃迁的系统的第一个演示，我们的观察标志着创建新一代量子电子学的重要里程碑。
2020-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Radiation from electrons in graphene in strong electric field
利用石墨烯的Dirac模型研究了在均匀电场作用下石墨烯中电子与量子化电磁场的相互作用。电子状态表示的狄拉克方程的精确解的电背景下，和描述与光子场的相互作用的一阶费曼图的振幅计算大规模狄拉克粒子在两个山谷。导出了单电子和多电子系统在电荷中性点的光子发射几率，包括角度和频率的依赖关系，并分析了几种极限情况。强场中狄拉克点处的光子发射模式由电子-空穴对的非微扰产生与自发发射之间的相互作用决定，这使得在测量直流电压下原始石墨烯发射的辐射时观察到Schwinger效应成为可能。
2014-05-05 cond-mat.mes-hall hep-th
Cooper-pair propagation and superconducting correlations in graphene
我们研究了超导电极之间的距离L远大于接触宽度W的条件下，库珀对在石墨烯中的传播和邻近效应。在未掺杂石墨烯的情况下，超导电流可能以与W^2/L^3成比例的空间衰减存在。这在掺杂时改变为1/L^2行为，从而打开了在合适的掺杂水平下观察超过1微米的长度尺度的超电流的可能性。我们还表明，一般有一个交叉温度T ~ v_F/k_B L，标志着强衰变的超导电流的开始，并对应于该标度以下的库珀对不被破坏的热效应在其传播。
2007-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
On the Role of Water Vapor and Process Gasses in Low-Temperature Gold-Catalyzed Graphene Etching
以可扩展的方式在低温下对石墨烯进行图案化的能力是当今石墨烯工业采用面临的最大挑战之一。我们展示了一种简单的方法，用于在$350-375^\circ$ C下使用环境空气对具有可预测特性的石墨进行低温金催化蚀刻。环境空气中自然存在的水蒸气是发生这种反应所必需的。此外，我们表征的蚀刻特性作为工艺参数的函数。需要Ar退火以获得晶体学直蚀刻，并且需要$375^\circ$ C以获得单层深蚀刻。我们预计，这项工作可以通过未来的研究进行调整，以精确控制蚀刻区域的形状，允许简单的低温创建纳米级石墨特征，并最终可以应用于集成器件制造的单层石墨烯片。
2018-04-23 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Pairing in graphene-based moiré superlattices
我们提出了一个系统的分类和分析可能的配对不稳定性的石墨烯基莫尔超晶格。最近的实验扭曲双层石墨烯显示出三重态超导性的迹象，我们分别分析了单线态和三重态配对，并描述了这两个通道的行为接近极限，在两个山谷中的单独的自旋旋转下，系统是不变的，实现了SU（2）$_+$ $\times$ SU（2）$_-$对称性。此外，我们讨论了条件下，单重态和三重态可以混合通过两个近简并跃迁，以及如何不同的配对状态时，施加外部磁场的行为。详细描述了与六方氮化硼上的扭曲双层石墨烯和ABC三层石墨烯中的超导性相关的额外微观或涌现近似对称性的后果。我们还分析了平均场论中可能出现的对态，并研究了来自铁磁涨落的修正的影响。例如，我们表明，接近平均场论的参数，一个混合的单重-三重态出现。我们的研究表明，石墨烯超晶格提供了一个丰富的平台，异国情调的超导状态，并允许混合的单重态和三重态配对，即使在没有自旋轨道耦合。
2020-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Dimensionality-driven photoproduction of massive Dirac pairs near threshold in gapped graphene monolayers
研究了在两个反向传播光波的复合场中，带隙石墨烯单层中准粒子-空穴对的产生。这个过程代表了一个类似的电子-正电子对生产从QED真空的布雷特-惠勒效应。然而，我们表明，石墨烯的二维结构导致两种情况之间的一些显着差异。特别是，与QED的情况相反，它允许在能量阈值处的非零对产生率，当Breit-Wheeler反应进行非线性吸收三个光子时。
2019-12-21 cond-mat.mes-hall hep-ph physics.atom-ph
Magnetic Josephson Junctions and Superconducting Diodes in Magic Angle Twisted Bilayer Graphene
魔角扭曲双层石墨烯（MATBG）中超导序、磁序和拓扑序的同时共存和栅极调谐为复杂混合约瑟夫森结（JJ）的产生开辟了全新的可能性。在这里，我们报告的创建门定义的，磁约瑟夫森结在MATBG，其中的弱链接是门调谐接近相关态在摩尔填充因子为ν=-2。一个非常非常规的夫琅和费图案出现，这是相移和不对称的电流和磁场方向，并显示出明显的磁滞。有趣的是，我们对具有谷极化ν=-2的JJ的理论计算，其中轨道磁化作为弱连接，解释了大多数这些非常规特征，而无需微调参数。当这些非常规的约瑟夫森效应持续到超导态的临界温度Tc ~ 3.5K时，当温度低于T <800 mK时，我们观察到明显的磁滞现象，可能是由于ν=-2态的进一步自旋极化。我们演示了如何结合磁化和其电流感应磁化切换的MATBG JJ允许我们实现一个可编程的零场超导二极管，这代表了新一代超导量子电子学的主要组成部分。
2021-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Partial spectral flow and the Aharonov-Bohm effect in graphene
我们研究了由石墨烯片制成的开口管中的Aharonov-Bohm效应，石墨烯片的尺寸远大于石墨烯中的原子间距离。当外加磁场在石墨烯片及其附近消失时，磁场通过石墨管的磁通量被电磁开关打开，在此过程中，π电子紧束缚哈密顿量的能级不可避免地穿过费米能级，从而产生电子空穴对.对的数量被证明是等于外部场的磁通量量子的数量。证明是基于部分谱流的新概念，它推广了普通谱流已经在凝聚态物理中具有众所周知的应用（如超导体和超流体中的Kopnin力）。
2020-09-25 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
